JP5410318B2 - Output driver circuit - Google Patents

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Description

本発明は、出力ドライバ回路に関し、特に、光通信システムを代表とする高速通信向けの出力ドライバ回路に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to an output driver circuit, and more particularly to a technique effective when applied to an output driver circuit for high-speed communication typified by an optical communication system.

例えば、特許文献1の図6には、差動出力端子に対して、ドライバ回路およびエンファシス回路が共通に接続された差動駆動回路が示されている。ドライバ回路は、4個のMOSトランジスタからなるブリッジ回路によって構成され、その電源電圧がソースフォロワ回路を介して供給される。エンファシス回路も、4個のMOSトランジスタからなるブリッジ回路によって構成され、その電源電流が、定電流源によって供給される。   For example, FIG. 6 of Patent Document 1 shows a differential drive circuit in which a driver circuit and an emphasis circuit are commonly connected to a differential output terminal. The driver circuit is constituted by a bridge circuit composed of four MOS transistors, and the power supply voltage is supplied via the source follower circuit. The emphasis circuit is also constituted by a bridge circuit composed of four MOS transistors, and the power supply current is supplied by a constant current source.

特開2005−223872号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-223872

近年、通信速度の高速化に伴い、例えば光通信システムの通信速度は10Gbpsから25Gbps、40Gbps等へと遷移している。このような高速通信分野では、回路の高速化は当然に必要とされ、それと共に消費電力の低減や伝送波形品質の向上等を実現することが望ましい。そこで、これらに関して検討を行った。   In recent years, with an increase in communication speed, for example, the communication speed of an optical communication system has changed from 10 Gbps to 25 Gbps, 40 Gbps, and the like. In such a high-speed communication field, it is naturally necessary to increase the circuit speed, and it is desirable to realize reduction of power consumption and improvement of transmission waveform quality. Therefore, these were examined.

図15(a)、(b)は、本発明の前提として検討した出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す回路図である。図15(a)に示す出力ドライバ回路は、所謂CML(Current Mode Logic)の差動増幅回路DAMPとなっている。DAMPには、インピーダンスZ0の外部負荷抵抗が備わっており、このDAMPによってインピーダンス2×Z0の外部負荷抵抗が駆動される。また、図15(b)に示す出力ドライバ回路は、図15(a)の差動増幅回路DAMPに対して、その差動出力ノードを共有する差動対トランジスタからなるプリエンファシス回路(波形等化回路)EMPが設けられた構成例となっている。   FIGS. 15A and 15B are circuit diagrams showing an example of the configuration of the output driver circuit studied as a premise of the present invention. The output driver circuit shown in FIG. 15A is a so-called CML (Current Mode Logic) differential amplifier circuit DAMP. The DAMP is provided with an external load resistance having an impedance Z0, and the external load resistance having an impedance 2 × Z0 is driven by the DAMP. Further, the output driver circuit shown in FIG. 15B is different from the differential amplifier circuit DAMP shown in FIG. 15A in a pre-emphasis circuit (waveform equalization) including differential pair transistors sharing the differential output node. Circuit) This is a configuration example in which an EMP is provided.

ここで、例えば、DAMPにおける差動入力の一方に現サイクル[n]のデータ入力信号DIN[n]が入力され、EMPにおける差動入力の一方に前サイクル[n−1]の反転データ入力信号/DIN[n−1]が入力されると、現サイクルにおいて前サイクルからの符号間干渉を勘案したデータ出力信号を生成することが可能となる。図15(a)、(b)のような構成例を用いると、電流モードの動作に伴い高速動作が可能となる。また、インピーダンス整合や波形等化も容易に行えるため、伝送波形品質の向上も図れる。しかしながら、例えば、DAMPに4×I0のテール電流を流した場合、外部負荷抵抗にはその1/4となる電流I0しか供給されず、消費電力は非常に大きくなる。   Here, for example, the data input signal DIN [n] of the current cycle [n] is input to one of the differential inputs in the DAMP, and the inverted data input signal of the previous cycle [n−1] is input to one of the differential inputs in the EMP. When / DIN [n−1] is input, it is possible to generate a data output signal in consideration of intersymbol interference from the previous cycle in the current cycle. When the configuration examples as shown in FIGS. 15A and 15B are used, high-speed operation is possible along with the operation in the current mode. Further, impedance matching and waveform equalization can be easily performed, so that transmission waveform quality can be improved. However, for example, when a tail current of 4 × I0 is supplied to DAMP, only the current I0 that is a quarter of that is supplied to the external load resistor, and the power consumption becomes very large.

図16(a)、(b)は、本発明の前提として検討した出力ドライバ回路において、その他の構成の一例を示す回路図である。図16(a)に示す出力ドライバ回路は、複数(ここでは2個)のスライス回路SLC1,SLC2を備え、各スライス回路は、CMOSインバータ構成からなる2個のドライバ回路DV1,DV2を備えている。各スライス回路において、DV1の出力は、インピーダンス2×Z0を持つ外部負荷抵抗の一端に共通に接続され、DV2の出力は、当該外部負荷抵抗の他端に共通に接続される。例えば、DV1に正極データ入力信号DIN_Pが入力され、DV2に負極データ入力信号DIN_Nが入力されると、DV1のPMOSトランジスタMPz11とDV2のNMOSトランジスタMNz22の経路か、あるいはDV2のPMOSトランジスタMPz21とDV1のNMOSトランジスタMNz12の経路で外部負荷抵抗が駆動される。   FIGS. 16A and 16B are circuit diagrams showing examples of other configurations in the output driver circuit studied as a premise of the present invention. The output driver circuit shown in FIG. 16A includes a plurality (two in this case) of slice circuits SLC1 and SLC2, and each slice circuit includes two driver circuits DV1 and DV2 each having a CMOS inverter configuration. . In each slice circuit, the output of DV1 is commonly connected to one end of an external load resistor having impedance 2 × Z0, and the output of DV2 is commonly connected to the other end of the external load resistor. For example, when the positive data input signal DIN_P is input to DV1 and the negative data input signal DIN_N is input to DV2, the path of the PMOS transistor MPz11 of DV1 and the NMOS transistor MNz22 of DV2 or the PMOS transistors MPz21 and DV1 of DV2 The external load resistor is driven by the path of the NMOS transistor MNz12.

ここで、外部負荷抵抗を駆動する際には、インピーダンス整合のため、PMOSトランジスタ側のインピーダンスとNMOSトランジスタ側のインピーダンスをそれぞれZ0に設定する必要がある。スライス回路SLC1,SLC2は、これを実現するための構成である。すなわち、各スライス回路は、図示はしないが、それぞれ、有効・無効が設定可能となっており、無効に設定された場合、DV1,DV2を構成する各MOSトランジスタはオフに固定される。したがって、スライス回路を何個有効にするかでインピーダンスを調整できるため、例えば製造ばらつき等が生じてもインピーダンスをZ0に設定でき、伝送波形品質の向上が図れる。更に、このような構成例を用いると、電源電流が全て外部負荷抵抗に供給されるため、消費電力を低減することも可能となる。しかしながら、電圧モード動作であるため高速化が図れない恐れがある。   Here, when driving the external load resistor, it is necessary to set the impedance on the PMOS transistor side and the impedance on the NMOS transistor side to Z0 for impedance matching. The slice circuits SLC1 and SLC2 have a configuration for realizing this. That is, although not shown, each slice circuit can be set to valid / invalid, and when set to invalid, each MOS transistor constituting DV1 and DV2 is fixed to off. Therefore, since the impedance can be adjusted depending on how many slice circuits are enabled, the impedance can be set to Z0 even if, for example, manufacturing variations occur, and transmission waveform quality can be improved. Further, when such a configuration example is used, since all the power source current is supplied to the external load resistor, it is possible to reduce power consumption. However, since it is a voltage mode operation, there is a possibility that the speed cannot be increased.

図16(b)に示す出力ドライバ回路は、図16(a)におけるドライバ回路DV1を例として、それに前述したような波形等化機能を追加した構成例となっている。すなわち、現サイクル[n]の正極データ入力信号DIN_P[n]が入力されるドライバ回路DVp1に対して、その出力を共有し、前サイクル[n−1]の負極データ入力信号DIN_N[n−1]が入力されるドライバ回路DVp2が追加された構成例となっている。DVp1を構成する各MOSトランジスタのサイズ(W)は、DVp2を構成する各MOSトランジスタのサイズ(W)よりも大きく設定される。   The output driver circuit shown in FIG. 16B has a configuration example in which the waveform equalization function as described above is added to the driver circuit DV1 in FIG. That is, the output is shared with the driver circuit DVp1 to which the positive polarity data input signal DIN_P [n] of the current cycle [n] is inputted, and the negative polarity data input signal DIN_N [n−1] of the previous cycle [n−1]. ] Is added to the driver circuit DVp2. The size (W) of each MOS transistor constituting DVp1 is set larger than the size (W) of each MOS transistor constituting DVp2.

このような構成例では、DVp2をプリエンファシス回路として、図15(b)と同様に波形等化を行うことができるため、伝送波形品質の向上が図れる。ただし、この場合、このプリエンファシス回路(DVp2)を含めてインピーダンス整合を行う必要がある。例えば、データパターンに応じてDVp1のPMOSトランジスタとDVp2のNMOSトランジスタがオンするような場合には、このPMOSトランジスタのオン抵抗RpとNMOSトランジスタのオン抵抗Rnとの並列抵抗がインピーダンスZ0となるように前述したスライス回路の有効・無効を設定する必要がある。したがって、インピーダンス調整は若干複雑化する。また、プリエンファシス回路を加えると、例えば、DVp1からDVp2に向けた貫通電流が生じるため、消費電力も増大する。   In such a configuration example, waveform equalization can be performed in the same manner as in FIG. 15B using DVp2 as a pre-emphasis circuit, so that transmission waveform quality can be improved. However, in this case, it is necessary to perform impedance matching including the pre-emphasis circuit (DVp2). For example, when the DVp1 PMOS transistor and the DVp2 NMOS transistor are turned on according to the data pattern, the parallel resistance of the PMOS transistor on-resistance Rp and the NMOS transistor on-resistance Rn is set to the impedance Z0. It is necessary to set validity / invalidity of the above-described slice circuit. Therefore, the impedance adjustment is slightly complicated. Further, when a pre-emphasis circuit is added, for example, a through current from DVp1 to DVp2 is generated, so that power consumption increases.

以上のように、回路の高速化に加えて、消費電力の低減や伝送波形品質の向上を図ることは容易とは言えない。そこで、前述した特許文献1のような構成を用いることも考えられる。特許文献1の構成では、その図7〜図9に示されるように、各データサイクル毎にエンファシス信号(EMP+)による電流ドライブと、入力信号(IN+)による電圧ドライブとを併用して波形等化を行っている。しかしながら、特許文献1の技術では、例えば、前述したような伝送波形品質の向上を十分に実現できるとは限らない。伝送波形品質を向上させる(すなわち所謂アイパターンのアイを拡大させる)ためには、通信システムの条件に応じて最適な波形等化量や信号振幅を設定できるような回路構成とすることが望ましいが、特許文献1の技術では、これらに対応することができない。更に、特許文献1の技術では、回路構成上、場合によっては更なる高速化に十分に対応できない恐れがある。   As described above, it is not easy to reduce power consumption and improve transmission waveform quality in addition to circuit speedup. Therefore, it is conceivable to use the configuration as described in Patent Document 1 described above. In the configuration of Patent Document 1, as shown in FIGS. 7 to 9, waveform equalization is performed by using both current drive by an emphasis signal (EMP +) and voltage drive by an input signal (IN +) for each data cycle. It is carried out. However, with the technique of Patent Document 1, for example, it is not always possible to sufficiently improve the transmission waveform quality as described above. In order to improve the transmission waveform quality (that is, to expand the eye of the so-called eye pattern), it is desirable to have a circuit configuration that can set an optimal waveform equalization amount and signal amplitude according to the conditions of the communication system. However, the technique of Patent Document 1 cannot cope with these. Furthermore, in the technique of Patent Document 1, there is a possibility that the circuit configuration cannot sufficiently cope with further speeding up depending on the case.

本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、通信速度の高速化に加えて、消費電力の低減や、あるいは伝送波形品質の向上が図れる出力ドライバ回路を提供することにある。なお、本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The present invention has been made in view of the above, and one of its purposes is an output driver circuit capable of reducing power consumption or improving transmission waveform quality in addition to increasing the communication speed. Is to provide. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of a typical embodiment will be briefly described as follows.

本実施の形態による第1の出力ドライバ回路は、差動入力ノードの論理レベルに応じて差動出力ノードを電圧で駆動する電圧信号生成回路ブロックと、差動入力ノードの論理レベルの遷移を受けて、ワンショットパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、当該ワンショットパルス信号のパルス幅の期間で差動出力ノードを電流で駆動する第1電流信号生成回路ブロックとを有するものとなっている。電圧信号生成回路ブロックは、正極および負極差動出力ノードに対してそれぞれ第1インピーダンスで電圧駆動を行う。   The first output driver circuit according to the present embodiment receives a voltage signal generation circuit block that drives a differential output node with a voltage according to the logic level of the differential input node, and a transition of the logic level of the differential input node. A pulse signal generation circuit that generates a one-shot pulse signal, and a first current signal generation circuit block that drives the differential output node with a current during the period of the pulse width of the one-shot pulse signal. . The voltage signal generation circuit block performs voltage driving with a first impedance on each of the positive and negative differential output nodes.

このような構成を用いると、差動出力ノードの信号を遷移させる際には、第1電流信号生成回路ブロックによる電流駆動が行われるため、高速な信号遷移が可能となる。その後、ワンショットパルス信号のパルス期間を経過した後は、電圧信号生成回路ブロックによって差動出力ノードにおける定常状態の電圧信号レベルが定められる。この信号の遷移期間ならびに定常状態において、電圧信号生成回路ブロックはインピーダンス整合回路として機能する。これによって伝送波形品質の向上が図れる。更に、ワンショットパルス信号のパルス期間を、適用する通信システムに応じて適宜設定することで、適切なプリエンファシスが可能となり、伝送波形品質の向上が図れる。なお、第1電流信号生成回路ブロックは、差動出力ノードと電源ノードの間に電流経路が接続される共に、ワンショットパルス信号によってオンに駆動される1段構成のトランジスタによって実現されることが望ましい。これによって、更なる高速化が図れる。   When such a configuration is used, when the signal of the differential output node is transitioned, current driving is performed by the first current signal generation circuit block, so that high-speed signal transition is possible. Thereafter, after the pulse period of the one-shot pulse signal has elapsed, the voltage signal generation circuit block determines the steady-state voltage signal level at the differential output node. In this signal transition period and steady state, the voltage signal generation circuit block functions as an impedance matching circuit. As a result, the transmission waveform quality can be improved. Furthermore, by appropriately setting the pulse period of the one-shot pulse signal according to the applied communication system, appropriate pre-emphasis can be achieved, and transmission waveform quality can be improved. The first current signal generation circuit block may be realized by a single-stage transistor that is turned on by a one-shot pulse signal while a current path is connected between the differential output node and the power supply node. desirable. This can further increase the speed.

また、本実施の形態による第2の出力ドライバ回路は、差動入力ノードの論理レベルに応じて差動出力ノードを電圧で駆動する電圧信号生成回路ブロックと、差動入力ノードの論理レベルに応じて差動出力ノードを第1電流値からなる電流で駆動する第2電流信号生成回路ブロックとを有するものとなっている。電圧信号生成回路ブロックは、正極および負極差動出力ノードの一方と第1電圧値を持つ第1電源とを第1インピーダンスを介して接続し、正極および負極差動出力ノードの他方と第2電圧値を持つ第2電源とを第1インピーダンスを介して接続する。第1電流値は、(第1電圧値−第2電圧値)/(2×第1インピーダンス)に設定される。   In addition, the second output driver circuit according to the present embodiment includes a voltage signal generation circuit block that drives the differential output node with a voltage according to the logic level of the differential input node, and a logic level of the differential input node. And a second current signal generation circuit block for driving the differential output node with a current having a first current value. The voltage signal generation circuit block connects one of the positive and negative differential output nodes to a first power supply having a first voltage value via a first impedance, and connects the other of the positive and negative differential output nodes to the second voltage. A second power supply having a value is connected via a first impedance. The first current value is set to (first voltage value−second voltage value) / (2 × first impedance).

このような構成を用いると、差動出力ノードの信号を遷移させる際に加えて定常状態に保つ際にも第2電流信号生成回路ブロックによる電流駆動が行われる。第2電流信号生成回路ブロックを信号の遷移時に用いることで高速化が図れる。第2電流信号生成回路ブロックを信号の定常状態の際に用いることで、電圧信号生成回路ブロックによる電圧駆動を用いる場合と比べて定常状態における差動出力ノードの電圧振幅を拡大することが可能となる。これによって、伝送波形品質の向上が図れる。この信号の遷移期間ならびに定常状態において、電圧信号生成回路ブロックはインピーダンス整合回路として機能する。これによって伝送波形品質の向上が図れる。   When such a configuration is used, current drive by the second current signal generation circuit block is performed not only when the signal of the differential output node is changed but also when the signal is kept in a steady state. The speed can be increased by using the second current signal generation circuit block at the time of signal transition. By using the second current signal generation circuit block in the steady state of the signal, it is possible to expand the voltage amplitude of the differential output node in the steady state as compared with the case where voltage driving by the voltage signal generation circuit block is used. Become. As a result, the transmission waveform quality can be improved. In this signal transition period and steady state, the voltage signal generation circuit block functions as an impedance matching circuit. As a result, the transmission waveform quality can be improved.

また、本実施の形態による第3の出力ドライバ回路は、前述した第1の出力ドライバ回路と、第2の出力ドライバ回路を組み合わせたものとなっている。すなわち、差動出力ノードにおける信号の遷移時には、主として第1および第2電流信号生成回路ブロックによる電流駆動が行われ、この際に、第1電流信号生成回路ブロックは、プリエンファシス回路として機能する。これによって、高速化ならびに伝送波形品質の向上が図れる。その後、差動出力ノードの信号が定常状態となった際には、主として第2電流信号生成回路ブロックによる電流駆動が行われる。これによって、差動出力ノードにおける電圧振幅の拡大が可能となり、伝送波形品質の向上が図れる。この信号の遷移期間ならびに定常状態において、電圧信号生成回路ブロックはインピーダンス整合回路として機能する。これによって伝送波形品質の向上が図れる。   Further, the third output driver circuit according to the present embodiment is a combination of the first output driver circuit and the second output driver circuit described above. That is, at the time of signal transition at the differential output node, current driving is mainly performed by the first and second current signal generation circuit blocks, and at this time, the first current signal generation circuit block functions as a pre-emphasis circuit. As a result, the speed can be increased and the transmission waveform quality can be improved. Thereafter, when the signal at the differential output node becomes a steady state, the second current signal generation circuit block mainly performs current driving. As a result, the voltage amplitude at the differential output node can be increased, and the transmission waveform quality can be improved. In this signal transition period and steady state, the voltage signal generation circuit block functions as an impedance matching circuit. As a result, the transmission waveform quality can be improved.

なお、前述した第1〜第3の出力ドライバ回路を用いると、特に、第2および第3の出力ドライバ回路において、差動出力ノードにおける定常状態の電圧振幅を、適用する通信システムに応じて広い範囲から定めることができる。このように、電圧振幅を広い範囲から定められる構成を用いることで、消費電力の低減と、伝送波形品質の向上をバランスよく実現することが可能となる。   When the first to third output driver circuits described above are used, in particular, in the second and third output driver circuits, the steady state voltage amplitude at the differential output node is wide according to the applied communication system. Can be determined from the range. In this way, by using a configuration in which the voltage amplitude is determined from a wide range, it is possible to achieve a reduction in power consumption and an improvement in transmission waveform quality in a balanced manner.

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、出力ドライバ回路において、通信速度の高速化に加えて、消費電力の低減や、あるいは伝送波形品質の向上が図れる。   The effects obtained by the representative embodiments of the invention disclosed in this application will be briefly described. In the output driver circuit, in addition to increasing the communication speed, the power consumption is reduced or the transmission waveform quality is reduced. Improvement can be achieved.

本発明の実施の形態1による出力ドライバ回路において、それを適用した光通信システムの構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical communication system to which an output driver circuit according to a first embodiment of the present invention is applied. (a)は、本発明の実施の形態1による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す概略図であり、(b)は、(a)の電源電圧関係の一例を示す説明図である。(A) is the schematic which shows an example of the structure in the output driver circuit by Embodiment 1 of this invention, (b) is explanatory drawing which shows an example of the power supply voltage relationship of (a). 図2の出力ドライバ回路において、その詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the output driver circuit of FIG. 2. (a)は、図3のパルス信号生成回路における可変遅延回路の詳細な構成例を示す回路図であり、(b)は、(a)における反転セレクタ回路の詳細な構成例を示す回路図である。(A) is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the variable delay circuit in the pulse signal generation circuit of FIG. 3, (b) is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the inverting selector circuit in (a). is there. 図3の出力ドライバ回路において、その動作の一例を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of the operation of the output driver circuit of FIG. 3. 本発明の実施の形態2による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the configuration of an output driver circuit according to a second embodiment of the present invention. 図6の出力ドライバ回路において、その動作の一例を示す波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of the operation of the output driver circuit of FIG. 6. (a)は、本発明の実施の形態3による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す回路図であり、(b)は、(a)の電源電圧関係の一例を示す説明図である。(A) is a circuit diagram which shows an example of the structure in the output driver circuit by Embodiment 3 of this invention, (b) is explanatory drawing which shows an example of the power supply voltage relationship of (a). 図8(a)の出力ドライバ回路において、その動作の一例を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of the operation of the output driver circuit of FIG. 図8(a)の出力ドライバ回路において、その詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the output driver circuit of FIG. (a)、(b)は、図10の出力ドライバ回路において、基準電圧を生成する回路の構成例を示す回路図である。(A), (b) is a circuit diagram which shows the structural example of the circuit which produces | generates a reference voltage in the output driver circuit of FIG. (a)は、図10の出力ドライバ回路における電源生成回路の変形例を示す回路図であり、(b)は、その比較例を示す回路図である。(A) is a circuit diagram showing a modification of the power supply generation circuit in the output driver circuit of FIG. 10, and (b) is a circuit diagram showing a comparative example. 本発明の実施の形態4による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of the configuration of an output driver circuit according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態5による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an output driver circuit according to a fifth embodiment of the present invention. (a)、(b)は、本発明の前提として検討した出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す回路図である。(A), (b) is a circuit diagram which shows an example of the structure in the output driver circuit examined as a premise of this invention. (a)、(b)は、本発明の前提として検討した出力ドライバ回路において、その他の構成の一例を示す回路図である。(A), (b) is a circuit diagram which shows an example of another structure in the output driver circuit examined as a premise of this invention.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態の各機能ブロックを構成する回路素子は、特に制限されないが、公知のCMOS(相補型MOSトランジスタ)等の集積回路技術によって、単結晶シリコンのような半導体基板上に形成される。なお、実施の形態では、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)の一例としてMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)(MOSトランジスタと略す)を用いるが、ゲート絶縁膜として非酸化膜を除外するものではない。図面において、Pチャネル型MOSトランジスタ(PMOSトランジスタ)にはゲートに丸印の記号を付すことで、Nチャネル型MOSトランジスタ(NMOSトランジスタ)と区別することとする。図面にはMOSトランジスタの基板電位の接続は特に明記していないが、MOSトランジスタが正常動作可能な範囲であれば、その接続方法は特に限定しない。   The circuit elements constituting each functional block of the embodiment are not particularly limited, but are formed on a semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known integrated circuit technology such as a CMOS (complementary MOS transistor). . In the embodiment, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) (abbreviated as a MOS transistor) is used as an example of a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor), but a non-oxide film is not excluded as a gate insulating film. Absent. In the drawing, a P-channel MOS transistor (PMOS transistor) is distinguished from an N-channel MOS transistor (NMOS transistor) by adding a circle symbol to the gate. Although the connection of the substrate potential of the MOS transistor is not particularly specified in the drawing, the connection method is not particularly limited as long as the MOS transistor can operate normally.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による出力ドライバ回路において、それを適用した光通信システムの構成例を示すブロック図である。図1に示す光通信システムは、光・電気変換ブロックOFE_BLKと、シリアル・パラレル変換ブロック(SerDes:SERializer/DESerializer)SD_BLKと、上位層論理ブロックPUによって構成される。OFE_BLKは、例えばフォトダイオード等を介して光入力データ信号IN_OPを電気信号に変換する光・電気変換回路OECと、レーザダイオード等を介して電気信号を光出力データ信号OUT_OPに変換する電気・光変換回路EOCを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical communication system to which the output driver circuit according to Embodiment 1 of the present invention is applied. The optical communication system shown in FIG. 1 includes an optical / electrical conversion block OFE_BLK, a serial / parallel conversion block (SerDes: SERializer / DESerializer) SD_BLK, and an upper layer logical block PU. OFE_BLK is, for example, an optical / electrical conversion circuit OEC that converts an optical input data signal IN_OP into an electrical signal via a photodiode or the like, and an electrical / optical conversion that converts an electrical signal into an optical output data signal OUT_OP via a laser diode or the like. A circuit EOC is provided.

SD_BLKは、入力系回路として、OECからの微小なデータ信号を所定電圧レベルのデータ信号に増幅する入力回路IF_Iと、その出力となるデータ入力信号DIからデータ出力信号DOおよびクロック信号CLKoを再生する信号再生回路CDRと、CLKoを用いてシリアルデータとなるDOをパラレルデータ信号DAToに変換するシリアル・パラレル変換回路SPCを備えている。上位層論理ブロックPUは、このCLKoとDAToを受けて所定の情報処理を行う。また、SD_BLKは、出力系回路として、PUからのパラレルデータ信号DATiをPUからのクロック信号CLKiを用いてシリアルデータ信号に変換するパラレル・シリアル変換回路PSCと、その出力となるデータ入力信号DINを受け、データ出力信号DOUTによって電気・光変換回路EOCを駆動する出力回路IF_Oを備えている。   SD_BLK, as an input system circuit, reproduces a data output signal DO and a clock signal CLKo from an input circuit IF_I that amplifies a minute data signal from the OEC into a data signal of a predetermined voltage level, and a data input signal DI that is an output thereof. A signal reproduction circuit CDR and a serial / parallel conversion circuit SPC for converting DO as serial data into a parallel data signal DATo using CLKo are provided. The upper layer logical block PU receives the CLKo and DATAo and performs predetermined information processing. The SD_BLK outputs, as an output system circuit, a parallel / serial conversion circuit PSC that converts the parallel data signal DATi from the PU into a serial data signal using the clock signal CLKi from the PU, and a data input signal DIN that is output from the parallel / serial conversion circuit PSC. And an output circuit IF_O for driving the electrical / optical conversion circuit EOC by the data output signal DOUT.

このような光通信システムでは、近年、数十Gbpsを超える高速通信が行われ、これに伴い伝送波形品質が低下し、所謂アイパターンのアイを拡大することが益々困難となってきている。また、システムの省電力化への要求も高まっている。このような状況において、後述する本実施の形態による出力ドライバ回路を、例えば出力回路IF_O等に適用することが有益となる。   In such an optical communication system, high-speed communication exceeding several tens of Gbps is performed in recent years, and accordingly, transmission waveform quality is lowered, and it is becoming increasingly difficult to expand the so-called eye of the eye pattern. There is also an increasing demand for system power saving. In such a situation, it is beneficial to apply an output driver circuit according to the present embodiment to be described later to an output circuit IF_O, for example.

図2(a)は、本発明の実施の形態1による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す概略図であり、図2(b)は、図2(a)の電源電圧関係の一例を示す説明図である。図2に示す出力ドライバ回路TX_BK1は、電圧信号生成回路ブロックVSG_BKと、電流信号生成回路ブロックISG_BKp1,ISG_BKn1と、パルス信号生成回路PGEN1,PGEN2と、正極出力ノードTXPおよび負極出力ノードTXNを備えている。   FIG. 2A is a schematic diagram showing an example of the configuration of the output driver circuit according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2B is an example of the power supply voltage relationship of FIG. It is explanatory drawing shown. The output driver circuit TX_BK1 shown in FIG. 2 includes a voltage signal generation circuit block VSG_BK, current signal generation circuit blocks ISG_BKp1 and ISG_BKn1, pulse signal generation circuits PGEN1 and PGEN2, a positive output node TXP, and a negative output node TXN. .

VSG_BKは、抵抗Rp1,Rp2,Rn1,Rn2と、スイッチ回路SWp1,SWp2,SWn1,SWn2を備える。Rp1,Rp2,Rn1,Rn2は、それぞれインピーダンスZ0を持ち、Rp1,Rp2の一端には、高電位側出力電源電圧VOHが印加され、Rn1,Rn2の一端には、低電位側出力電源電圧VOLが印加される。Rp1,Rp2,Rn1,Rn2の他端は、それぞれ、SWp1,SWp2,SWn1,SWn2の一端に接続される。SWp1,SWn2の他端は、TXPに接続され、SWp2,SWn1の他端は、TXNに接続される。SWp1,SWn1は、正極データ入力信号DIN_Pが‘H’レベル(負極データ入力信号DIN_Nが‘L’レベル)の際にオンに制御され、SWp2,SWn2は、負極データ入力信号DIN_Nが‘H’レベル(正極データ入力信号DIN_Pが‘L’レベル)の際にオンに制御される。   VSG_BK includes resistors Rp1, Rp2, Rn1, and Rn2, and switch circuits SWp1, SWp2, SWn1, and SWn2. Rp1, Rp2, Rn1, and Rn2 each have an impedance Z0. One end of Rp1 and Rp2 is applied with the high potential output power supply voltage VOH, and one end of Rn1 and Rn2 is provided with the low potential output power supply voltage VOL. Applied. The other ends of Rp1, Rp2, Rn1, and Rn2 are connected to one ends of SWp1, SWp2, SWn1, and SWn2, respectively. The other ends of SWp1 and SWn2 are connected to TXP, and the other ends of SWp2 and SWn1 are connected to TXN. SWp1 and SWn1 are turned on when the positive data input signal DIN_P is at the “H” level (negative data input signal DIN_N is at the “L” level), and SWp2 and SWn2 are at the negative data input signal DIN_N at the “H” level. It is controlled to be on when the positive data input signal DIN_P is at the “L” level.

PGEN1は、DIN_PまたはDIN_Nあるいはその両方を受け、DIN_Pが‘L’レベルから‘H’レベル(DIN_Nが‘H’レベルから‘L’レベル)に遷移した際に所定のパルス幅を備えたパルス信号を生成する。PGEN2は、DIN_PまたはDIN_Nあるいはその両方を受け、PGEN1と逆にDIN_Nが‘L’レベルから‘H’レベル(DIN_Pが‘H’レベルから‘L’レベル)に遷移した際に所定のパルス幅を備えたパルス信号を生成する。   PGEN1 receives DIN_P and / or DIN_N, and a pulse signal having a predetermined pulse width when DIN_P transitions from 'L' level to 'H' level (DIN_N changes from 'H' level to 'L' level) Is generated. PGEN2 receives DIN_P and / or DIN_N, and in contrast to PGEN1, when DIN_N transitions from 'L' level to 'H' level (DIN_P changes from 'H' level to 'L' level), a predetermined pulse width is set. The prepared pulse signal is generated.

ISG_BKp1は、一端が電源電圧VDDに接続された定電流源IS1と、IS1の他端に一端が共通に接続されたスイッチ回路SWp3,SWp4を備える。SWp3の他端は、TXPに接続され、SWp4の他端は、TXNに接続される。同様に、ISG_BKn1は、一端が接地電源電圧GNDに接続された定電流源IS2と、IS2の他端に一端が共通に接続されたスイッチ回路SWn3,SWn4を備える。SWn3の他端は、TXNに接続され、SWn4の他端は、TXPに接続される。IS1とIS2は、同一の電流値に設定される。SWp3,SWn3は、PGEN1からのパルス信号が活性状態の間でオンに駆動され、SWp4,SWn4は、PGEN2からのパルス信号が活性状態の間でオンに駆動される。   The ISG_BKp1 includes a constant current source IS1 having one end connected to the power supply voltage VDD, and switch circuits SWp3 and SWp4 having one end commonly connected to the other end of IS1. The other end of SWp3 is connected to TXP, and the other end of SWp4 is connected to TXN. Similarly, ISG_BKn1 includes a constant current source IS2 having one end connected to the ground power supply voltage GND, and switch circuits SWn3 and SWn4 having one end connected in common to the other end of IS2. The other end of SWn3 is connected to TXN, and the other end of SWn4 is connected to TXP. IS1 and IS2 are set to the same current value. SWp3 and SWn3 are driven on while the pulse signal from PGEN1 is active, and SWp4 and SWn4 are driven on while the pulse signal from PGEN2 is active.

ここで、TXPとTXNの間にはインピーダンス(2×Z0)を持つ外部負荷抵抗Rldが接続されている。このRldを駆動するため、DIN_Pが‘L’レベルから‘H’レベルに遷移すると、SWp1を介してVOHとTXPが接続され、SWn1を介してVOLとTXNが接続される。反対に、DIN_Pが‘H’レベルから‘L’レベルに遷移すると、SWp2を介してVOHとTXNが接続され、SWn2を介してVOLとTXPが接続される。この各状態では、インピーダンス整合が行われている。しかしながら、TXP,TXNには、パット電極やESD(Electro Static Discharge)素子等に伴い比較的大きな容量Cp1,Cp2が付加されている。したがって、TXP,TXNの立ち上がり・立ち下がり速度が遅く、通信速度の高速化が図れない。   Here, an external load resistor Rld having an impedance (2 × Z0) is connected between TXP and TXN. When DIN_P transitions from 'L' level to 'H' level to drive this Rld, VOH and TXP are connected via SWp1, and VOL and TXN are connected via SWn1. Conversely, when DIN_P transitions from the “H” level to the “L” level, VOH and TXN are connected via SWp2, and VOL and TXP are connected via SWn2. In each of these states, impedance matching is performed. However, relatively large capacitors Cp1 and Cp2 are added to TXP and TXN along with pad electrodes, ESD (Electro Static Discharge) elements, and the like. Therefore, the rising and falling speeds of TXP and TXN are slow, and the communication speed cannot be increased.

そこで、DIN_Pの‘L’レベルから‘H’レベルへの遷移を受けて、PGEN1がパルス信号を出力し、そのパルス幅の間でSWp3とSWn3をオンに駆動する。そうすると、IS1からの充電電流がTXPに供給され、IS2からの放電電流がTXNに供給されるため、Cp1の充電ならびにCp2の放電を高速に行うことが可能となる。反対に、DIN_Pの‘H’レベルから‘L’レベルへの遷移を受けて、PGEN2がパルス信号を出力し、そのパルス幅の間でSWp4とSWn4をオンに駆動する。そうすると、IS1からの充電電流がTXNに供給され、IS2からの放電電流がTXPに供給されるため、Cp1の放電ならびにCp2の充電を高速に行うことが可能となる。   Therefore, in response to the transition of DIN_P from the ‘L’ level to the ‘H’ level, PGEN1 outputs a pulse signal and drives SWp3 and SWn3 to ON during the pulse width. Then, the charging current from IS1 is supplied to TXP, and the discharging current from IS2 is supplied to TXN. Therefore, Cp1 can be charged and Cp2 can be discharged at high speed. On the other hand, in response to the transition of DIN_P from the “H” level to the “L” level, PGEN2 outputs a pulse signal and drives SWp4 and SWn4 to ON during the pulse width. Then, since the charging current from IS1 is supplied to TXN and the discharging current from IS2 is supplied to TXP, it becomes possible to discharge Cp1 and charge Cp2 at high speed.

このように、図2の出力ドライバ回路を用いることで、例えば、次のような効果が得られる。まず、第1に、通信速度の高速化が図れる。すなわち、電流信号生成回路ブロックISG_BKp1,ISG_BKn1により、データの遷移時においてCp1,Cp2を高速に充放電できることから、当該容量の影響を低減でき、TXP,TXNの立ち上がり・立ち下がり速度を向上させることができる。第2に、伝送波形品質の向上が図れる。すなわち、定電流源IS1,IS2は、通常、高インピーダンスを持つため、前述した電圧信号生成回路ブロックVSG_BKに伴うインピーダンス整合状態に与える影響は小さく、波形反射が生じ難い。更に、IS1,IS2の電流値や、PGEN1からのパルス信号のパルス幅を適切に調整することで、通信システムに応じた適切なプリエンファシス(波形等化)を行うことが可能となり、これによっても伝送波形品質が向上する。   In this way, for example, the following effects can be obtained by using the output driver circuit of FIG. First, the communication speed can be increased. That is, since the current signal generation circuit blocks ISG_BKp1 and ISG_BKn1 can charge and discharge Cp1 and Cp2 at a high speed during data transition, the influence of the capacitance can be reduced, and the rising and falling speeds of TXP and TXN can be improved. it can. Second, transmission waveform quality can be improved. That is, since the constant current sources IS1 and IS2 usually have high impedance, the influence on the impedance matching state associated with the voltage signal generation circuit block VSG_BK described above is small, and waveform reflection hardly occurs. Furthermore, by appropriately adjusting the current values of IS1 and IS2 and the pulse width of the pulse signal from PGEN1, it is possible to perform appropriate pre-emphasis (waveform equalization) according to the communication system. Transmission waveform quality is improved.

第3に、消費電力の低減が図れる。すなわち、例えば、前述した図16のような構成では、プリエンファシスに伴い消費電力の増大が懸念されるが、図2の構成例では、プリエンファシス量を適切に調整することで、消費電力の増大を抑制することが可能となる。例えば、プリエンファシスの際に、PGEN1,PGEN2からのパルス信号のパルス幅を、データレートの1サイクルより小さい値とすることで、1サイクルの期間全てでプリエンファシスを行うような場合と比べて、過剰なプリエンファシスを回避でき、消費電力を抑制できる。ただし、逆に、通信システムに応じて大きいプリエンファシス量が要求される場合には、勿論、パルス幅を1サイクルよりも大きい値とすることも可能である。   Third, power consumption can be reduced. That is, for example, in the configuration as shown in FIG. 16 described above, there is a concern about an increase in power consumption due to pre-emphasis, but in the configuration example in FIG. 2, an increase in power consumption can be achieved by appropriately adjusting the pre-emphasis amount. Can be suppressed. For example, in the pre-emphasis, by setting the pulse width of the pulse signal from PGEN 1 and PGEN 2 to a value smaller than one cycle of the data rate, compared to the case where pre-emphasis is performed in the entire period of one cycle, Excessive pre-emphasis can be avoided and power consumption can be suppressed. However, conversely, when a large amount of pre-emphasis is required depending on the communication system, it is of course possible to set the pulse width to a value larger than one cycle.

第4に、前述した通信速度の高速化を維持しつつ、消費電力の低減と伝送波形品質の向上をバランスよく実現することが可能となる。すなわち、PGEN1,PGEN2からのパルス信号が非活性状態の際(言い換えれば、TXP,TXNからのデータ出力信号が定常時となった際)には、VSG_BKによって外部負荷抵抗Rldが電圧駆動されることになる。この際に、消費電力を低減するためには、この定常時におけるデータ出力信号の振幅を小さくすることが望ましいが、この振幅を小さくし過ぎると、伝送波形品質が低下(すなわちアイパターンのアイが縮小)する。すなわち、消費電力と伝送波形品質の兼ね合いから、適用する通信システムに応じて最適な振幅が存在するため、出力ドライバ回路は、この振幅を広い範囲で選択できるように構成することが望ましい。   Fourth, it is possible to achieve a reduction in power consumption and improvement in transmission waveform quality in a balanced manner while maintaining the above-described increase in communication speed. That is, when the pulse signals from PGEN1 and PGEN2 are inactive (in other words, when the data output signals from TXP and TXN are in a steady state), the external load resistor Rld is voltage-driven by VSG_BK. become. At this time, in order to reduce the power consumption, it is desirable to reduce the amplitude of the data output signal in the steady state. However, if the amplitude is reduced too much, the transmission waveform quality is deteriorated (that is, the eye of the eye pattern is reduced). to shrink. In other words, since there is an optimum amplitude according to the applied communication system in view of the balance between power consumption and transmission waveform quality, it is desirable that the output driver circuit be configured so that this amplitude can be selected in a wide range.

こうした中、データ出力信号の振幅を小さくする側は、VOHを低くし、VOLを高くすることで容易に実現できるが、振幅を大きくする側は、検討が必要となる。例えば、定電流源IS1,IS2を仮にMOSトランジスタの飽和領域動作で実現した場合、そのしきい値をVthとして、IS1は、VDD−VthまでしかTXP,TXNの電圧を上げられず、IS2は、VthまでしかTXP,TXNの電圧を下げられない。そこで、これよりも大きい振幅は、VSG_BKによる電圧駆動によって生成する。すなわち、図2(b)に示すように、このVthの損失分をVSG_BKにおけるVOHを高くし、VOLを低くすることで賄う。この場合、VSG_BKの電圧駆動に伴う立ち上がり・立ち下がり速度の低下が懸念されるが、実際には、立ち上がり・立ち下がりの大部分の期間はISG_BKp1,ISG_BKn1によって駆動されるため速度の低下はさほど問題とはならない。したがって、図2の構成例を用いることで、適用する通信システムに応じて、データ出力信号の振幅を広い範囲で選択できるようになる。   Under these circumstances, the side of reducing the amplitude of the data output signal can be easily realized by lowering VOH and increasing VOL, but the side of increasing the amplitude needs to be studied. For example, if the constant current sources IS1 and IS2 are realized by the saturation region operation of the MOS transistor, the threshold voltage is set to Vth, and IS1 can raise the voltages TXP and TXN only to VDD-Vth. The voltages of TXP and TXN can be lowered only to Vth. Therefore, an amplitude larger than this is generated by voltage driving with VSG_BK. That is, as shown in FIG. 2B, the loss of Vth is covered by increasing VOH and decreasing VOL in VSG_BK. In this case, there is a concern that the rising / falling speed is lowered due to the voltage driving of VSG_BK. However, in reality, the driving is driven by ISG_BKp1 and ISG_BKn1 during most of the rising / falling periods, so the speed reduction is a problem. It will not be. Therefore, by using the configuration example of FIG. 2, the amplitude of the data output signal can be selected in a wide range according to the applied communication system.

図3は、図2の出力ドライバ回路において、その詳細な構成例を示す回路図である。図3に示す出力ドライバ回路TX_BK1aは、電圧信号生成回路ブロックVSG_BKと、パルス信号生成回路PGEN1a,PGEN2aと、電流信号生成回路ブロックISG_BK1,ISG_BK2と、電源生成回路VGEN_H,VGEN_Lと、複数のインバータ回路IV3〜IV6を備えている。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the output driver circuit of FIG. The output driver circuit TX_BK1a shown in FIG. 3 includes a voltage signal generation circuit block VSG_BK, pulse signal generation circuits PGEN1a and PGEN2a, current signal generation circuit blocks ISG_BK1 and ISG_BK2, power supply generation circuits VGEN_H and VGEN_L, and a plurality of inverter circuits IV3. To IV6.

VSG_BKは、複数(ここでは3個)のスライス回路SLC1〜SLC3によって構成される。各スライス回路SLC1〜SLC3は、PMOSトランジスタMPz1およびNMOSトランジスタMNz2からなるCMOSインバータ回路[1]と、PMOSトランジスタMPz2およびNMOSトランジスタMNz1からなるCMOSインバータ回路[2]を備える。CMOSインバータ回路[1]は、負極データ入力信号DIN_NがIV3,IV4を介して入力され、CMOSインバータ回路[2]は、正極データ入力信号DIN_PがIV5,IV6を介して入力される。MPz1、MPz2、MNz1、MNz2は、それぞれ、図2におけるRp1およびSWp1、Rp2およびSWp2、Rn1およびSWn1、Rn2およびSWn2に該当する。そして、図16(a)で説明したように、各スライス回路SLC1〜SLC3の有効・無効を設定することで、PMOSトランジスタ側およびNMOSトランジスタ側のインピーダンスをそれぞれZ0に設定できる。   VSG_BK is configured by a plurality (three in this case) of slice circuits SLC1 to SLC3. Each of the slice circuits SLC1 to SLC3 includes a CMOS inverter circuit [1] composed of a PMOS transistor MPz1 and an NMOS transistor MNz2, and a CMOS inverter circuit [2] composed of a PMOS transistor MPz2 and an NMOS transistor MNz1. The CMOS inverter circuit [1] receives a negative data input signal DIN_N via IV3 and IV4, and the CMOS inverter circuit [2] receives a positive data input signal DIN_P via IV5 and IV6. MPz1, MPz2, MNz1, and MNz2 correspond to Rp1 and SWp1, Rp2 and SWp2, Rn1 and SWn1, Rn2 and SWn2, respectively, in FIG. Then, as described with reference to FIG. 16A, by setting the validity / invalidity of each of the slice circuits SLC1 to SLC3, the impedances on the PMOS transistor side and the NMOS transistor side can be set to Z0.

VGEN_Hは、アンプ回路AMPhと、PMOSトランジスタMPhと、容量Cr1によって構成される電源レギュレータ回路となっており、高電位側出力電源電圧VOHを生成する。AMPhは、負極入力ノードに設定電圧VOHref(例えば0.7V等)が入力され、出力ノードがMPhのゲートに接続され、正極入力ノードがMPhのドレインに接続される。MPhのソースは、電源電圧に接続され、Cr1は、MPhのソースとドレイン間に接続される。このような構成を用いると、VOHrefで設定された値を持つVOHがMPhのドレインから出力され、それがVSG_BKとIV3〜IV6に供給される。   VGEN_H is a power supply regulator circuit including an amplifier circuit AMPh, a PMOS transistor MPh, and a capacitor Cr1, and generates a high potential side output power supply voltage VOH. In AMPh, a set voltage VOHref (for example, 0.7 V) is input to the negative input node, an output node is connected to the gate of MPh, and a positive input node is connected to the drain of MPh. The source of MPh is connected to the power supply voltage, and Cr1 is connected between the source and drain of MPh. When such a configuration is used, VOH having a value set by VOHref is output from the drain of MPh, and supplied to VSG_BK and IV3 to IV6.

VGEN_Lは、アンプ回路AMPlと、NMOSトランジスタMNlと、容量Cr2によって構成される電源レギュレータ回路となっており、低電位側出力電源電圧VOLを生成する。AMPlは、負極入力ノードに設定電圧VOLref(例えば0.3V等)が入力され、出力ノードがMNlのゲートに接続され、正極入力ノードがMNlのドレインに接続される。MNlのソースは、接地電源電圧に接続され、Cr2は、MNlのソースとドレイン間に接続される。このような構成を用いると、VOLrefで設定された値を持つVOLがMNlのドレインから出力され、それがVSG_BKとIV3〜IV6に供給される。   VGEN_L is a power supply regulator circuit including an amplifier circuit AMP1, an NMOS transistor MN1, and a capacitor Cr2, and generates a low potential side output power supply voltage VOL. In AMP1, a set voltage VOLref (for example, 0.3V) is input to the negative input node, an output node is connected to the gate of MN1, and a positive input node is connected to the drain of MN1. The source of MNl is connected to the ground power supply voltage, and Cr2 is connected between the source and drain of MNl. When such a configuration is used, a VOL having a value set by VOLref is output from the drain of MNl and supplied to VSG_BK and IV3 to IV6.

PGEN1aは、可変遅延回路VDLY1と、インバータ回路IV1と、オア演算回路OR1とアンド演算回路AD1によって構成される。VDLY1は、DIN_N(あるいはDIN_P)を受け、それを所定の時間遅延させる。IV1は、この遅延された信号を反転出力する。OR1は、DIN_NとIV1の出力信号を受けてオア演算を行う。AD1は、DIN_NとIV1の出力信号を受けてアンド演算を行う。一方、PGEN2aは、可変遅延回路VDLY2と、インバータ回路IV2と、オア演算回路OR2とアンド演算回路AD2によって構成される。VDLY2は、DIN_P(あるいはDIN_N)を受け、それを所定の時間遅延させる。IV2は、この遅延された信号を反転出力する。OR2は、DIN_PとIV2の出力信号を受けてオア演算を行う。AD2は、DIN_PとIV2の出力信号を受けてアンド演算を行う。   PGEN1a includes a variable delay circuit VDLY1, an inverter circuit IV1, an OR operation circuit OR1, and an AND operation circuit AD1. VDLY1 receives DIN_N (or DIN_P) and delays it for a predetermined time. IV1 inverts and outputs the delayed signal. OR1 receives an output signal of DIN_N and IV1 and performs an OR operation. AD1 receives the DIN_N and IV1 output signals and performs an AND operation. On the other hand, PGEN2a includes a variable delay circuit VDLY2, an inverter circuit IV2, an OR operation circuit OR2, and an AND operation circuit AD2. VDLY2 receives DIN_P (or DIN_N) and delays it for a predetermined time. IV2 inverts and outputs the delayed signal. OR2 receives the output signals of DIN_P and IV2 and performs an OR operation. AD2 receives the output signals of DIN_P and IV2, and performs an AND operation.

ISG_BK1は、PMOSトランジスタMPi3およびNMOSトランジスタMNi4から構成される。MPi3は、ソースが電源電圧VDDに、ドレインがTXPにそれぞれ接続され、ゲートがOR1の出力によって制御される。MNi4は、ソースが接地電源電圧GNDに、ドレインがTXPにそれぞれ接続され、ゲートがAD1の出力によって制御される。MPi3は、図2におけるIS1およびSWp3に該当し、MNi4は、図2におけるIS2およびSWn4に該当する。   The ISG_BK1 includes a PMOS transistor MPi3 and an NMOS transistor MNi4. MPi3 has a source connected to power supply voltage VDD, a drain connected to TXP, and a gate controlled by the output of OR1. In MNi4, the source is connected to the ground power supply voltage GND, the drain is connected to TXP, and the gate is controlled by the output of AD1. MPi3 corresponds to IS1 and SWp3 in FIG. 2, and MNi4 corresponds to IS2 and SWn4 in FIG.

ISG_BK2は、PMOSトランジスタMPi4およびNMOSトランジスタMNi3から構成される。MPi4は、ソースがVDDに、ドレインがTXNにそれぞれ接続され、ゲートがOR2の出力によって制御される。MNi3は、ソースがGNDに、ドレインがTXNにそれぞれ接続され、ゲートがAD2の出力によって制御される。MPi4は、図2におけるIS1およびSWp4に該当し、MNi3は、図2におけるIS2およびSWn3に該当する。   The ISG_BK2 includes a PMOS transistor MPi4 and an NMOS transistor MNi3. In MPi4, the source is connected to VDD, the drain is connected to TXN, and the gate is controlled by the output of OR2. MNi3 has a source connected to GND, a drain connected to TXN, and a gate controlled by the output of AD2. MPi4 corresponds to IS1 and SWp4 in FIG. 2, and MNi3 corresponds to IS2 and SWn3 in FIG.

図4(a)は、図3のパルス信号生成回路PGENにおける可変遅延回路VDLYの詳細な構成例を示す回路図であり、図4(b)は、図4(a)における反転セレクタ回路の詳細な構成例を示す回路図である。図4(a)に示す可変遅延回路VDLYは、遅延用インバータ回路IV[0]と、2入力の反転セレクタ回路IVSEL0と、その出力に順に直列接続されたn個の遅延用インバータ回路IV[1]〜IV[n]と、(n−1)個の2入力の反転セレクタ回路IVSEL[0]〜IVSEL[n−2]と、インバータ回路IV10によって構成される。IVSEL0は、入力信号INか、あるいは反転入力信号(/IN)をIV[0]で遅延させた信号を遅延量選択信号Sdselに基づいて選択して出力する。   4A is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the variable delay circuit VDLY in the pulse signal generation circuit PGEN of FIG. 3, and FIG. 4B is a detail of the inverting selector circuit in FIG. 4A. It is a circuit diagram which shows a structural example. The variable delay circuit VDLY shown in FIG. 4A includes a delay inverter circuit IV [0], a two-input inverting selector circuit IVSEL0, and n delay inverter circuits IV [1 connected in series to the output thereof. ] To IV [n], (n-1) two-input inverting selector circuits IVSEL [0] to IVSEL [n-2], and an inverter circuit IV10. The IVSEL0 selects and outputs the input signal IN or a signal obtained by delaying the inverted input signal (/ IN) by IV [0] based on the delay amount selection signal Sdsel.

IVSEL[n−2]は、一方の入力がIV[n−2]の出力であり、他方の入力がIV[n]の出力となっている。IVSEL[n−3]は、一方の入力がIV[n−3]の出力であり、他方の入力がIVSEL[n−2]の出力となっている。IVSEL[n−4]は、一方の入力がIV[n−4](図示はしないがIVSEL[n−3]の前段)の出力であり、他方の入力がIVSEL[n−3]の出力となっている。すなわち、IVSEL[n−3]〜IVSEL[1]は同様の接続関係となっており、IVSEL[m]において、一方の入力がIV[m]の出力であり、他方の入力がIVSEL[m+1]の出力となっている。そして、IVSEL[0]は、一方の入力がIVSEL0の出力であり、他方の入力がIVSEL[1]の出力となっている。IVSEL[0]の出力は、IV10を介して出力信号OUTとなる。IVSEL[0]〜IVSEL[n−2]のそれぞれの選択経路は、遅延量選択信号Sdselによって制御される。   One input of IVSEL [n-2] is an output of IV [n-2], and the other input is an output of IV [n]. One input of IVSEL [n-3] is an output of IV [n-3], and the other input is an output of IVSEL [n-2]. In IVSEL [n-4], one input is an output of IV [n-4] (not shown, but preceding stage of IVSEL [n-3]), and the other input is an output of IVSEL [n-3]. It has become. That is, IVSEL [n-3] to IVSEL [1] have the same connection relationship. In IVSEL [m], one input is an output of IV [m] and the other input is IVSEL [m + 1]. Output. One input of IVSEL [0] is an output of IVSEL0, and the other input is an output of IVSEL [1]. The output of IVSEL [0] becomes an output signal OUT through IV10. Each selection path of IVSEL [0] to IVSEL [n-2] is controlled by a delay amount selection signal Sdsel.

また、反転セレクタ回路IVSEL0,IVSEL[m]のそれぞれは、図4(b)に示すように、2入力のそれぞれに一端が接続され、他端が共通接続された2個のCMOSスイッチ回路CSWと、この共通接続ノードの信号を反転して出力するインバータ回路IV11を備えている。この2個のCSWは、遅延量選択信号Sdsel[m]ならびにその反転信号に基づいてオン・オフが相補的に制御される。   Each of the inverting selector circuits IVSEL0 and IVSEL [m] includes two CMOS switch circuits CSW each having one input connected to each of the two inputs and the other connected in common, as shown in FIG. 4B. The inverter circuit IV11 for inverting and outputting the signal of the common connection node is provided. The two CSWs are complementarily controlled on and off based on the delay amount selection signal Sdsel [m] and its inverted signal.

このような構成において、各IVSEL[m]の遅延量が遅延用インバータ回路IV[m]の遅延量(Tdlyとする)に等しいものとして、まず、最小遅延設定時の遅延量は、INがIVSEL0、IVSEL[0]、およびIV10を介して出力される時である。続いて、2番目に小さい遅延量は、/INがIV[0]、IVSEL0、IVSEL[0]、およびIV10を介して出力される時であり、最小遅延設定時の遅延量に対してTdlyが加わることになる。次いで、3番目に小さい遅延量は、INがIVSEL0、IV[1]、IVSEL[1]、IVSEL[0]およびIV10を介して出力される時であり、2番目の遅延量に対してTdlyが加わることになる。以降も同様にして、Tdlyのステップで遅延量制御が行える。これによって、パルス信号生成回路PGEN1a,PGEN2aのパルス幅を高分解能で設定できる。   In such a configuration, assuming that the delay amount of each IVSEL [m] is equal to the delay amount (Tdly) of the delay inverter circuit IV [m], first, the delay amount at the time of setting the minimum delay is set as follows. , IVSEL [0], and IV10. Subsequently, the second smallest delay amount is when / IN is output via IV [0], IVSEL0, IVSEL [0], and IV10, and Tdly is smaller than the delay amount when the minimum delay is set. Will join. Next, the third smallest delay amount is when IN is output via IVSEL0, IV [1], IVSEL [1], IVSEL [0], and IV10, and Tdly is equal to the second delay amount. Will join. Similarly, the delay amount can be controlled in the Tdly step thereafter. Thereby, the pulse widths of the pulse signal generation circuits PGEN1a and PGEN2a can be set with high resolution.

図5は、図3の出力ドライバ回路TX_BK1aにおいて、その動作の一例を示す波形図である。例えば、図5のサイクルS501に示すように、DIN_Pが‘L’レベルから‘H’レベル(DIN_Nが‘H’レベルから‘L’レベル)に遷移した場合、DIN_Pに対してVDLY2の遅延と反転を加えた信号がIV2より出力され、DIN_Nに対してVDLY1の遅延と反転を加えた信号がIV1より出力される。これにより、MPi3のゲートにVDLY1の遅延量に基づくパルス幅を備えた‘L’パルス信号が印加され、MNi3のゲートにVDLY2の遅延量に基づくパルス幅を備えた‘H’パルス信号が印加される。そうすると、このパルス幅の期間で、MPi3とMNi3を介してTXPからTXNに向けた電流が流れる。   FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of the operation of the output driver circuit TX_BK1a of FIG. For example, as shown in cycle S501 of FIG. 5, when DIN_P transitions from 'L' level to 'H' level (DIN_N changes from 'H' level to 'L' level), delay and inversion of VDLY2 with respect to DIN_P A signal obtained by adding the delay and inversion of VDLY1 to DIN_N is output from IV1. As a result, an 'L' pulse signal having a pulse width based on the delay amount of VDLY1 is applied to the gate of MPi3, and an 'H' pulse signal having a pulse width based on the delay amount of VDLY2 is applied to the gate of MNi3. The Then, a current from TXP to TXN flows through MPi3 and MNi3 during this pulse width period.

また、図5のサイクルS502に示すように、DIN_Pが‘H’レベルから‘L’レベル(DIN_Nが‘L’レベルから‘H’レベル)に遷移した場合、DIN_Pに対してVDLY2の遅延と反転を加えた信号がIV2より出力され、DIN_Nに対してVDLY1の遅延と反転を加えた信号がIV1より出力される。これにより、MNi4のゲートにVDLY1の遅延量に基づくパルス幅を備えた‘H’パルス信号が印加され、MPi4のゲートにVDLY2の遅延量に基づくパルス幅を備えた‘L’パルス信号が印加される。そうすると、このパルス幅の期間で、MPi4とMNi4を介してTXNからTXPに向けた電流が流れる。   Also, as shown in cycle S502 of FIG. 5, when DIN_P transitions from 'H' level to 'L' level (DIN_N changes from 'L' level to 'H' level), delay and inversion of VDLY2 with respect to DIN_P A signal obtained by adding the delay and inversion of VDLY1 to DIN_N is output from IV1. As a result, an 'H' pulse signal having a pulse width based on the delay amount of VDLY1 is applied to the gate of MNi4, and an 'L' pulse signal having a pulse width based on the delay amount of VDLY2 is applied to the gate of MPi4. The Then, a current from TXN to TXP flows through MPi4 and MNi4 during this pulse width period.

一方、図5のサイクルS503a,S503bに示すように、DIN_Pが‘H’レベル(DIN_Nが‘L’レベル)またはDIN_Pが‘L’レベル(DIN_Nが‘H’レベル)を保持している場合には、MPi3,MNi4,MPi4,MNi3はオフ状態を保ち、TXP,TXNは、VSG_BKによって駆動される。ここで、TXPとTXN間にインピーダンス2×Z0の外部負荷抵抗Rldを接続した場合、VSG_BKではPMOSトランジスタ側とNMOSトランジスタ側がそれぞれインピーダンスZ0となっているため、TXPとTXNの間には、(VOH−VOL)/2の電圧振幅が生じることになる。   On the other hand, as shown in cycles S503a and S503b of FIG. 5, when DIN_P is at the “H” level (DIN_N is at the “L” level) or DIN_P is at the “L” level (DIN_N is at the “H” level). MPi3, MNi4, MPi4, and MNi3 remain off, and TXP and TXN are driven by VSG_BK. Here, when an external load resistor Rld having an impedance of 2 × Z0 is connected between TXP and TXN, since the PMOS transistor side and the NMOS transistor side have impedance Z0 in VSG_BK, respectively, (VOH A voltage amplitude of -VOL) / 2 is generated.

このように、図3の出力ドライバ回路TX_BK1aを用いると、図2で述べた各種効果に加えて、例えば次のような効果が得られる。第1に、図3の電流信号生成回路ブロックISG_BK1,ISG_BK2では、図2の電流信号生成回路ブロックISG_BKp1,ISG_BKn1における定電流源およびスイッチ回路(例えばIS1およびSWp3)を、1個のMOSトランジスタ(例えばMPi3)で実現しているため、更なる通信速度の高速化が図れる。すなわち、例えば、定電流源とスイッチ回路を縦積み2段のMOSトランジスタで実現すると、MOSトランジスタの遅延成分(容量およびオン抵抗)に伴い立ち上がり・立ち下がり速度の高速化が阻害される恐れがあるが、1段のMOSトランジスタで実現すると、十分な高速化が図れる。   As described above, when the output driver circuit TX_BK1a of FIG. 3 is used, for example, the following effects can be obtained in addition to the various effects described in FIG. First, in the current signal generation circuit blocks ISG_BK1 and ISG_BK2 in FIG. 3, the constant current source and the switch circuit (for example, IS1 and SWp3) in the current signal generation circuit blocks ISG_BKp1 and ISG_BKn1 in FIG. 2 are replaced with one MOS transistor (for example, IS1 and SWp3). Since this is realized by MPi3), the communication speed can be further increased. That is, for example, when the constant current source and the switch circuit are realized by vertically stacked two-stage MOS transistors, the rise and fall speeds may be hindered due to the delay components (capacitance and on-resistance) of the MOS transistors. However, if it is realized with a single-stage MOS transistor, a sufficiently high speed can be achieved.

第2に、VOH,VOLを電源レギュレータ回路となる電源生成回路VGEN_H,VGEN_Lで供給することで、外部負荷抵抗Rldに対して十分な電流を供給できると共に、十分なインピーダンス整合も図れる。すなわち、例えば、Rldのインピーダンス(抵抗値)が100Ωとして、TXPとTXN間に0.4Vの電圧振幅を得ようとすると、4mAの電流が必要とされる。一方、電圧信号生成回路ブロックVSG_BKで高精度なインピーダンス整合を行うためには、VOH,VOLのラインインピーダンスを可能な限りゼロに近づけることが望ましい。そこで、電源レギュレータ回路を用いると、比較的大きな電流を低い出力インピーダンスで供給できるため、このような要求を満たせる。   Second, by supplying VOH and VOL with the power generation circuits VGEN_H and VGEN_L serving as power supply regulator circuits, a sufficient current can be supplied to the external load resistor Rld and sufficient impedance matching can be achieved. That is, for example, if the impedance (resistance value) of Rld is 100Ω and an attempt is made to obtain a voltage amplitude of 0.4 V between TXP and TXN, a current of 4 mA is required. On the other hand, in order to perform high-precision impedance matching in the voltage signal generation circuit block VSG_BK, it is desirable that the line impedances of VOH and VOL be as close to zero as possible. Therefore, if a power supply regulator circuit is used, a relatively large current can be supplied with a low output impedance, so that such a requirement can be satisfied.

以上、本実施の形態1の出力ドライバ回路を用いることで、代表的には、通信速度の高速化に加えて、消費電力の低減が図れる。また、通信速度の高速化に加えて、伝送波形品質の向上が図れる。   As described above, by using the output driver circuit of the first embodiment, typically, in addition to increasing the communication speed, power consumption can be reduced. In addition to increasing the communication speed, transmission waveform quality can be improved.

(実施の形態2)
本実施の形態2では、実施の形態1で述べた図3の出力ドライバ回路TX_BK1aの変形例について説明する。図6は、本発明の実施の形態2による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す回路図である。図6に示す出力ドライバ回路TX_BK1bは、図3のTX_BK1aと比較して、図3のパルス信号生成回路PGEN1a,PGEN2aが図6のパルス信号生成回路PGEN1b,PGEN2bに置き換わった構成となっている。また、図6では、図3と異なり、電圧信号生成回路ブロックVSG_BKが1個のスライス回路で構成されている。これら以外の構成に関しては、図3と同様であるため詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a modification of the output driver circuit TX_BK1a of FIG. 3 described in the first embodiment will be described. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the output driver circuit according to the second embodiment of the present invention. The output driver circuit TX_BK1b illustrated in FIG. 6 has a configuration in which the pulse signal generation circuits PGEN1a and PGEN2a illustrated in FIG. 3 are replaced with the pulse signal generation circuits PGEN1b and PGEN2b illustrated in FIG. 6 as compared with the TX_BK1a illustrated in FIG. Further, in FIG. 6, unlike FIG. 3, the voltage signal generation circuit block VSG_BK is configured by one slice circuit. Since the configuration other than these is the same as that of FIG. 3, detailed description thereof is omitted.

VSG_BKは、ここでは、1個のスライス回路で構成されているため、そのインピーダンス調整は、図3の場合と異なり、高電位側出力電源電圧VOHおよび低電位側出力電源電圧VOLの電圧値を制御することで行う。この場合、図3の場合と比べて回路面積を小さくできる。ただし、その一方で、VOH,VOLの値を自由に設定できなくなる。したがって、インピーダンスとVOH,VOLの値をそれぞれ個別に設定したい場合には、図3のように複数個のスライス回路を設ける必要がある。   Here, VSG_BK is composed of one slice circuit, so that the impedance adjustment is different from the case of FIG. 3 and controls the voltage values of the high potential side output power supply voltage VOH and the low potential side output power supply voltage VOL. To do. In this case, the circuit area can be reduced as compared with the case of FIG. However, on the other hand, the values of VOH and VOL cannot be freely set. Therefore, when it is desired to individually set the impedance and the values of VOH and VOL, it is necessary to provide a plurality of slice circuits as shown in FIG.

PGEN1bは、可変遅延回路VDLY1a,VDLY1bと、インバータ回路IV1a,IV1bと、オア演算回路OR1とアンド演算回路AD1によって構成される。VDLY1a,VDLY1bは、DIN_N(あるいはDIN_P)を受け、それを所定の時間遅延させる。IV1aは、VDLY1aによって遅延された信号を反転出力する。IV1bは、VDLY1bによって遅延された信号を反転出力する。OR1は、DIN_NとIV1aの出力信号を受けてオア演算を行う。AD1は、DIN_NとIV1bの出力信号を受けてアンド演算を行う。電流信号生成回路ブロックISG_BK1において、PMOSトランジスタMPi3は、OR1の出力によって駆動され、NMOSトランジスタMNi4は、AD1の出力によって駆動される。   PGEN1b includes variable delay circuits VDLY1a and VDLY1b, inverter circuits IV1a and IV1b, an OR operation circuit OR1, and an AND operation circuit AD1. VDLY1a and VDLY1b receive DIN_N (or DIN_P) and delay it by a predetermined time. IV1a inverts and outputs the signal delayed by VDLY1a. IV1b inverts and outputs the signal delayed by VDLY1b. OR1 receives an output signal from DIN_N and IV1a and performs an OR operation. AD1 receives the output signals of DIN_N and IV1b and performs an AND operation. In the current signal generation circuit block ISG_BK1, the PMOS transistor MPi3 is driven by the output of OR1, and the NMOS transistor MNi4 is driven by the output of AD1.

PGEN2bは、可変遅延回路VDLY2a,VDLY2bと、インバータ回路IV2a,IV2bと、オア演算回路OR2とアンド演算回路AD2によって構成される。VDLY2a,VDLY2bは、DIN_P(あるいはDIN_N)を受け、それを所定の時間遅延させる。IV2aは、VDLY2aによって遅延された信号を反転出力する。IV2bは、VDLY2bによって遅延された信号を反転出力する。OR2は、DIN_PとIV2aの出力信号を受けてオア演算を行う。AD2は、DIN_PとIV2bの出力信号を受けてアンド演算を行う。電流信号生成回路ブロックISG_BK2において、PMOSトランジスタMPi4は、OR2の出力によって駆動され、NMOSトランジスタMNi3は、AD2の出力によって駆動される。   PGEN2b includes variable delay circuits VDLY2a and VDLY2b, inverter circuits IV2a and IV2b, an OR operation circuit OR2, and an AND operation circuit AD2. VDLY2a and VDLY2b receive DIN_P (or DIN_N) and delay it by a predetermined time. IV2a inverts and outputs the signal delayed by VDLY2a. IV2b inverts and outputs the signal delayed by VDLY2b. OR2 receives an output signal from DIN_P and IV2a and performs an OR operation. AD2 receives the output signals of DIN_P and IV2b and performs an AND operation. In the current signal generation circuit block ISG_BK2, the PMOS transistor MPi4 is driven by the output of OR2, and the NMOS transistor MNi3 is driven by the output of AD2.

図7は、図6の出力ドライバ回路TX_BK1bにおいて、その動作の一例を示す波形図である。例えば、図7のサイクルS701に示すように、DIN_Pが‘L’レベルから‘H’レベル(DIN_Nが‘H’レベルから‘L’レベル)に遷移した場合、MPi3のゲートがVDLY1aのパルス幅を持つ‘L’パルス信号によって駆動され、MNi3のゲートがVDLY2bのパルス幅を持つ‘H’パルス信号によって駆動される。したがって、このパルス幅の期間で、MPi3とMNi3を介してTXPからTXNに向けた電流が流れる。   FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of the operation of the output driver circuit TX_BK1b of FIG. For example, as shown in cycle S701 of FIG. 7, when DIN_P transitions from 'L' level to 'H' level (DIN_N changes from 'H' level to 'L' level), the gate of MPi3 increases the pulse width of VDLY1a. The gate of MNi3 is driven by an 'H' pulse signal having a pulse width of VDLY2b. Therefore, a current from TXP to TXN flows through MPi3 and MNi3 during this pulse width period.

また、図7のサイクルS702に示すように、DIN_Pが‘H’レベルから‘L’レベル(DIN_Nが‘L’レベルから‘H’レベル)に遷移した場合、MPi4のゲートがVDLY2aのパルス幅を持つ‘L’パルス信号によって駆動され、MNi4のゲートがVDLY1bのパルス幅を持つ‘H’パルス信号によって駆動される。したがって、このパルス幅の期間で、MPi4とMNi4を介してTXNからTXPに向けた電流が流れる。   Also, as shown in cycle S702 of FIG. 7, when DIN_P transitions from 'H' level to 'L' level (DIN_N changes from 'L' level to 'H' level), the gate of MPi4 increases the pulse width of VDLY2a. The gate of MNi4 is driven by the 'H' pulse signal having the pulse width of VDLY1b. Therefore, a current from TXN to TXP flows through MPi4 and MNi4 during this pulse width period.

このような構成例を用いると、MPi3,MNi3,MPi4,MNi4のオンパルス幅をそれぞれ個別に設定できるようになるため、製造ばらつき等に伴う波形品質の低下を抑制することが可能となる。すなわち、MPi3,MNi3,MPi4,MNi4の間で相対的にトランジスタサイズのばらつき等が生じると、充電電流と放電電流に不均衡が生じ、伝送波形品質の低下が生じ得る。図3の構成例では、MPi3,MNi3,MPi4,MNi4の中の2個を単位としてパルス幅を設定するため、これらの相対的なばらつきを全て調整することは困難であったが、図6の構成例では、それぞれ個別にパルス幅を設定できるため相対的なばらつきを全て調整することが可能となる。   If such a configuration example is used, the on-pulse widths of MPi3, MNi3, MPi4, and MNi4 can be individually set, so that it is possible to suppress a decrease in waveform quality due to manufacturing variations and the like. That is, if transistor size variation or the like occurs relatively among MPi3, MNi3, MPi4, and MNi4, the charge current and the discharge current may be imbalanced, and transmission waveform quality may be degraded. In the configuration example of FIG. 3, since the pulse width is set in units of two of MPi3, MNi3, MPi4, and MNi4, it is difficult to adjust all of these relative variations. In the configuration example, since the pulse width can be individually set, it is possible to adjust all relative variations.

以上、本実施の形態2の出力ドライバ回路を用いることで、代表的には、実施の形態1の場合と同様に、通信速度の高速化に加えて、消費電力の低減が図れる。また、通信速度の高速化に加えて、伝送波形品質の向上が図れる。また、実施の形態1の場合と比べて更なる伝送波形品質の向上が図れる。   As described above, by using the output driver circuit of the second embodiment, typically, as in the case of the first embodiment, in addition to increasing the communication speed, the power consumption can be reduced. In addition to increasing the communication speed, transmission waveform quality can be improved. Further, the transmission waveform quality can be further improved as compared with the first embodiment.

(実施の形態3)
前述した実施の形態1,2の出力ドライバ回路は、データ信号の遷移時には電流信号により駆動を行い、データ信号の定常時には電圧信号により駆動を行う方式を用いたが、本実施の形態3では、データ信号の定常時にも電流信号により駆動を行う方式について説明する。図8(a)は、本発明の実施の形態3による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す回路図であり、図8(b)は、図8(a)の電源電圧関係の一例を示す説明図である。図9は、図8(a)の出力ドライバ回路において、その動作の一例を示す波形図である。
(Embodiment 3)
The output driver circuits of the first and second embodiments described above are driven by the current signal when the data signal transitions, and are driven by the voltage signal when the data signal is steady. In the third embodiment, A method of driving with a current signal even when the data signal is steady will be described. FIG. 8A is a circuit diagram showing an example of the configuration of the output driver circuit according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 8B is an example of the power supply voltage relationship of FIG. 8A. It is explanatory drawing shown. FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of the operation of the output driver circuit of FIG.

図8に示す出力ドライバ回路TX_BK2は、電圧信号生成回路ブロックVSG_BKと、電流信号生成回路ブロックISG_BKp2,ISG_BKn2と、正極出力ノードTXPおよび負極出力ノードTXNを備えている。すなわち、図8のTX_BK2は、図2の出力ドライバ回路TX_BK1と比較して、図2のパルス信号生成回路PGEN1,PGEN2が削除され、図2の電流信号生成回路ブロックISG_BKp1,ISG_BKn1が図8のISG_BKp2,ISG_BKn2に置き換わった構成となっている。VSG_BKは、図2の場合と同様に、それぞれインピーダンスZ0を持つ抵抗Rp1,Rp2,Rn1,Rn2と、スイッチ回路SWp1,SWp2,SWn1,SWn2を備え、Rp1,Rp2の一端に高電位側出力電源電圧VOHが供給され、Rn1,Rn2の一端に低電位側出力電源電圧VOLが供給される。   The output driver circuit TX_BK2 illustrated in FIG. 8 includes a voltage signal generation circuit block VSG_BK, current signal generation circuit blocks ISG_BKp2 and ISG_BKn2, and a positive output node TXP and a negative output node TXN. That is, TX_BK2 in FIG. 8 is different from the output driver circuit TX_BK1 in FIG. 2 in that the pulse signal generation circuits PGEN1 and PGEN2 in FIG. 2 are deleted, and the current signal generation circuit blocks ISG_BKp1 and ISG_BKn1 in FIG. , ISG_BKn2 is replaced. Similarly to the case of FIG. 2, VSG_BK includes resistors Rp1, Rp2, Rn1, and Rn2 each having an impedance Z0, and switch circuits SWp1, SWp2, SWn1, and SWn2, and a high-potential-side output power supply voltage at one end of Rp1 and Rp2. VOH is supplied, and the low-potential-side output power supply voltage VOL is supplied to one end of Rn1 and Rn2.

ISG_BKp2は、一端が電源電圧VDDに接続された定電流源IS10と、IS10の他端に一端が共通に接続されたスイッチ回路SWp5,SWp6を備える。SWp5の他端は、TXPに接続され、SWp6の他端は、TXNに接続される。同様に、ISG_BKn2は、一端が接地電源電圧GNDに接続された定電流源IS20と、IS20の他端に一端が共通に接続されたスイッチ回路SWn5,SWn6を備える。SWn5の他端は、TXNに接続され、SWn6の他端は、TXPに接続される。IS10とIS20は、同一の電流値I0に設定される。SWp5,SWn5は、正極データ入力信号DIN_Pが‘H’レベル(負極データ入力信号DIN_Nが‘L’レベル)の際にオンに駆動され、SWp6,SWn6は、DIN_Pが‘L’レベル(DIN_Nが‘H’レベル)の際にオンに駆動される。   The ISG_BKp2 includes a constant current source IS10 having one end connected to the power supply voltage VDD, and switch circuits SWp5 and SWp6 having one end commonly connected to the other end of the IS10. The other end of SWp5 is connected to TXP, and the other end of SWp6 is connected to TXN. Similarly, the ISG_BKn2 includes a constant current source IS20 having one end connected to the ground power supply voltage GND, and switch circuits SWn5 and SWn6 having one end commonly connected to the other end of the IS20. The other end of SWn5 is connected to TXN, and the other end of SWn6 is connected to TXP. IS10 and IS20 are set to the same current value I0. SWp5 and SWn5 are driven to ON when the positive data input signal DIN_P is at the “H” level (the negative data input signal DIN_N is at the “L” level), and SWp6 and SWn6 are DIN_P at the “L” level (DIN_N is “L”). H 'level).

ここで、IS10,IS20の電流値I0は、(VOH−VOL)/(2×Z0)に設定される。そうすると、TXPとTXNの間にインピーダンス2×Z0の外部負荷抵抗Rldを接続した場合に、図9に示すように、TXPとTXNの間に(VOH−VOL)の電圧振幅を得ることが可能となる。例えば、定常時においてVSG_BKによる電圧駆動を用いる場合には、図5で説明したように、TXPとTXNの間の電圧振幅は(VOH−VOL)/2となってしまう。この場合、電圧振幅を大きくして伝送波形品質を向上させる(アイパターンのアイを拡大させる)ためには、VOHを高くし、VOLを低くする必要があり、これは結果的に、高いVOHを生成するため更に高い電源電圧が必要となることを意味する。   Here, the current value I0 of IS10 and IS20 is set to (VOH−VOL) / (2 × Z0). Then, when an external load resistor Rld having an impedance of 2 × Z0 is connected between TXP and TXN, it is possible to obtain a voltage amplitude of (VOH−VOL) between TXP and TXN as shown in FIG. Become. For example, when voltage driving by VSG_BK is used in a steady state, the voltage amplitude between TXP and TXN becomes (VOH−VOL) / 2 as described with reference to FIG. In this case, in order to increase the voltage amplitude and improve the transmission waveform quality (enlarge the eye of the eye pattern), it is necessary to increase the VOH and decrease the VOL. As a result, a high VOH is required. This means that a higher power supply voltage is required to generate.

そこで、図8(a)のような構成例を用いると、IS10,IS20がデータ遷移時に電流駆動を行うと共に、定常時の電圧レベルも生成するため、立ち上がり・立ち下がり速度の高速性を維持しつつ、高い電源電圧を用いずとも外部負荷抵抗Rldに対する電圧振幅を拡大することが可能となる。なお、TXPとTXNの間の電圧振幅が(VOH−VOL)となると、実質的にVSG_BKのVOHとVOLによる電流の入出力は行われず、VSG_BKはインピーダンス整合用の回路としてのみ機能する。   Therefore, when the configuration example as shown in FIG. 8A is used, the IS10 and IS20 perform current driving at the time of data transition and also generate a steady voltage level, so that the rising and falling speeds are maintained at high speed. However, the voltage amplitude with respect to the external load resistor Rld can be increased without using a high power supply voltage. When the voltage amplitude between TXP and TXN becomes (VOH-VOL), current is not input / output by VOH and VOL of VSG_BK, and VSG_BK functions only as an impedance matching circuit.

なお、VDDとVOH、ならびにGNDとVOLの電圧関係は、図8(b)に示すように、IS10とIS20をMOSトランジスタの飽和領域動作で実現した場合、(VDD−VOH)≧((2×I0)/gm)、(VOL−GND)≧((2×I0)/gm)の関係を満たす必要がある。ここで、gmは、当該MOSトランジスタの相互インダクタンスである。したがって、実際上は、定常時に電流駆動を用いる場合でも、Rldに対する電圧振幅の拡大範囲に上限が存在するが、前述したような電圧駆動を用いる場合と比較すると、十分に拡大することが可能となる。   Note that the voltage relationship between VDD and VOH, and GND and VOL, as shown in FIG. 8 (b), when IS10 and IS20 are realized by the saturation region operation of a MOS transistor, (VDD−VOH) ≧ ((2 × I0) / gm) and (VOL-GND) ≧ ((2 × I0) / gm). Here, gm is the mutual inductance of the MOS transistor. Therefore, in practice, there is an upper limit in the range of expansion of the voltage amplitude with respect to Rld even when current driving is used in a steady state, but it can be sufficiently expanded as compared with the case where voltage driving as described above is used. Become.

このように、図8の出力ドライバ回路を用いることで、例えば、次のような効果が得られる。第1に、通信速度の高速化が図れる。すなわち、データの遷移時において、電流信号生成回路ブロックISG_BKp2,ISG_BKn2により、TXP,TXNに寄生した容量Cp1,Cp2を高速に充放電できることから、当該容量の影響を低減でき、TXP,TXNの立ち上がり・立ち下がり速度を向上させることができる。第2に、伝送波形品質の向上が図れる。すなわち、定電流源IS10,IS20は、通常、高インピーダンスを持つため、電圧信号生成回路ブロックVSG_BKを主としてインピーダンス整合を行うことができ、波形反射を抑制できる。   Thus, for example, the following effects can be obtained by using the output driver circuit of FIG. First, the communication speed can be increased. That is, at the time of data transition, the current signal generation circuit blocks ISG_BKp2 and ISG_BKn2 can charge and discharge the capacitors Cp1 and Cp2 parasitic on the TXP and TXN at high speed, so that the influence of the capacitance can be reduced. The falling speed can be improved. Second, transmission waveform quality can be improved. That is, since the constant current sources IS10 and IS20 usually have high impedance, the voltage signal generation circuit block VSG_BK can be mainly impedance-matched and waveform reflection can be suppressed.

第3に、前述した通信速度の高速化を維持しつつ、消費電力の低減と伝送波形品質の向上をバランスよく実現することが可能となる。すなわち、図2で述べたように、消費電力の低減と伝送波形品質の兼ね合いから、適用する通信システムに応じて定常時における最適なデータ出力信号の振幅が存在する。この際に、振幅を拡大する側が問題となる。図2の構成例のように、定常時の振幅を電圧信号生成回路ブロックVSG_BKによって生成する場合には、前述したように電源電圧を高くしないとその振幅を拡大できなかったが、図8の構成例を用いると、それよりも低い電源電圧で振幅の拡大が図れる。   Third, it is possible to achieve a reduction in power consumption and improvement in transmission waveform quality in a well-balanced manner while maintaining the above-described increase in communication speed. That is, as described in FIG. 2, there is an optimum amplitude of the data output signal in the steady state according to the applied communication system in consideration of the reduction in power consumption and the transmission waveform quality. At this time, the side of increasing the amplitude becomes a problem. As in the configuration example of FIG. 2, when the amplitude at the steady state is generated by the voltage signal generation circuit block VSG_BK, the amplitude cannot be increased unless the power supply voltage is increased as described above, but the configuration of FIG. If an example is used, the amplitude can be expanded with a lower power supply voltage.

図10は、図8(a)の出力ドライバ回路において、その詳細な構成例を示す回路図である。図10に示す出力ドライバ回路TX_BK2aは、電圧信号生成回路ブロックVSG_BKと、電流信号生成回路ブロックISG_BK3,ISG_BK4と、電源生成回路VGEN_H,VGEN_Lと、複数のインバータ回路IV3〜IV6を備えている。すなわち、図10のTX_BK2aは、図3の出力ドライバ回路TX_BK1aと比較して、パルス信号生成回路PGEN1a,PGEN2aが削除され、図3の電流信号生成回路ブロックISG_BK1,ISG_BK2が図10のISG_BK3,ISG_BK4に置き換わった構成となっている。これ以外の構成に関しては、図3と同様であるため詳細な説明は省略する。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the output driver circuit of FIG. The output driver circuit TX_BK2a illustrated in FIG. 10 includes a voltage signal generation circuit block VSG_BK, current signal generation circuit blocks ISG_BK3 and ISG_BK4, power supply generation circuits VGEN_H and VGEN_L, and a plurality of inverter circuits IV3 to IV6. That is, TX_BK2a in FIG. 10 has the pulse signal generation circuits PGEN1a and PGEN2a deleted compared to the output driver circuit TX_BK1a in FIG. 3, and the current signal generation circuit blocks ISG_BK1 and ISG_BK2 in FIG. It has been replaced. Since the configuration other than this is the same as that in FIG.

ISG_BK3は、PMOSトランジスタMPi5,MPs5およびNMOSトランジスタMNs6,MNi6から構成される。MPi5は、ソースが電源電圧VDDに、ドレインがMPs5のソースにそれぞれ接続され、ゲートに基準電圧VBpが印加される。MPs5は、ドレインがTXPに接続され、ゲートに負極データ入力信号DIN_Nが印加される。MNi6は、ソースが接地電源電圧GNDに、ドレインがMNs6のソースにそれぞれ接続され、ゲートに基準電圧VBnが印加される。MNs6は、ドレインがTXPに接続され、ゲートにDIN_Nが印加される。図10におけるMPi5,MPs5,MNs6,MNi6は、それぞれ、図8におけるIS10,SWp5,SWn6,IS20に該当する。   The ISG_BK3 includes PMOS transistors MPi5 and MPs5 and NMOS transistors MNs6 and MNi6. MPi5 has a source connected to power supply voltage VDD, a drain connected to the source of MPs5, and a reference voltage VBp applied to the gate. MPs5 has a drain connected to TXP and a negative data input signal DIN_N applied to the gate. In MNi6, the source is connected to the ground power supply voltage GND, the drain is connected to the source of MNs6, and the reference voltage VBn is applied to the gate. The drain of MNs6 is connected to TXP, and DIN_N is applied to the gate. MPi5, MPs5, MNs6, and MNi6 in FIG. 10 correspond to IS10, SWp5, SWn6, and IS20 in FIG. 8, respectively.

ISG_BK4は、PMOSトランジスタMPi6,MPs6およびNMOSトランジスタMNs5,MNi5から構成される。MPi6は、ソースがVDDに、ドレインがMPs6のソースにそれぞれ接続され、ゲートにVBpが印加される。MPs6は、ドレインがTXNに接続され、ゲートに正極データ入力信号DIN_Pが印加される。MNi5は、ソースがGNDに、ドレインがMNs5のソースにそれぞれ接続され、ゲートにVBnが印加される。MNs5は、ドレインがTXNに接続され、ゲートにDIN_Pが印加される。図10におけるMPi6,MPs6,MNs5,MNi5は、それぞれ、図8におけるIS10,SWp6,SWn5,IS20に該当する。   The ISG_BK4 includes PMOS transistors MPi6 and MPs6 and NMOS transistors MNs5 and MNi5. In MPi6, the source is connected to VDD, the drain is connected to the source of MPs6, and VBp is applied to the gate. In MPs6, the drain is connected to TXN, and the positive data input signal DIN_P is applied to the gate. In MNi5, the source is connected to GND, the drain is connected to the source of MNs5, and VBn is applied to the gate. MNs5 has a drain connected to TXN and a gate to which DIN_P is applied. MPi6, MPs6, MNs5, and MNi5 in FIG. 10 correspond to IS10, SWp6, SWn5, and IS20 in FIG. 8, respectively.

このような構成例を用いると、DIN_Nが‘L’レベル(DIN_Pが‘H’レベル)の際、MPs5とMNs5がオンとなり、MPi5で定められる電流によってTXPが充電され、MNi5で定められる電流によってTXNが放電される。また、DIN_Pが‘L’レベル(DIN_Nが‘H’レベル)の際、MPs6とMNs6がオンとなり、MPi6で定められる電流によってTXNが充電され、MNi6で定められる電流によってTXPが放電される。   Using such a configuration example, when DIN_N is at the “L” level (DIN_P is at the “H” level), MPs5 and MNs5 are turned on, TXP is charged by the current determined by MPi5, and the current determined by MNi5 TXN is discharged. When DIN_P is at the ‘L’ level (DIN_N is at the ‘H’ level), MPs6 and MNs6 are turned on, TXN is charged by the current determined by MPi6, and TXP is discharged by the current determined by MNi6.

図11(a)、(b)は、図10の出力ドライバ回路TX_BK2aにおいて、基準電圧VBn,VBpを生成する回路の構成例を示す回路図である。図11(a)に示す基準電圧生成回路VBNGENは、アンプ回路AMPnと、NMOSトランジスタMNb1と、ダミー用の抵抗Rdmを備えている。AMPnは、負極入力ノードに低電位側出力電源電圧VOLが印加され、出力ノードがMNb1のゲートに接続され、正極入力ノードがMNb1のドレインに接続される。MNb1のソースはGNDに接続される。Rdmは、一端がMNb1のドレインに接続され、他端に高電位側出力電源電圧VOHが印加される。ここで、MNb1は、前述したISG_BK3,ISG_BK4におけるMNi6,MNi5とカレントミラー接続(すなわちゲートが共通接続)され、この共通ゲート電圧がVBnとなる。   FIGS. 11A and 11B are circuit diagrams showing a configuration example of a circuit for generating the reference voltages VBn and VBp in the output driver circuit TX_BK2a of FIG. The reference voltage generation circuit VBNGEN illustrated in FIG. 11A includes an amplifier circuit AMPn, an NMOS transistor MNb1, and a dummy resistor Rdm. In AMPn, the low potential side output power supply voltage VOL is applied to the negative input node, the output node is connected to the gate of MNb1, and the positive input node is connected to the drain of MNb1. The source of MNb1 is connected to GND. One end of Rdm is connected to the drain of MNb1, and the other end is applied with the high potential side output power supply voltage VOH. Here, MNb1 is current mirror connected (that is, the gate is commonly connected) to MNi6 and MNi5 in the above-described ISG_BK3 and ISG_BK4, and this common gate voltage becomes VBn.

図11(a)において、Rdmは、抵抗値が外部負荷抵抗のインピーダンスとなる(2×Z0)のn倍に設定される。また、前述したMNi6,MNi5のトランジスタサイズをWNとして、MNb1のトランジスタサイズは、WNの1/n倍に設定される。そうすると、Rdmには、(VOH−VOL)/(n×2×Z0)の電流が流れ、この電流がMNb1に供給され、カレントミラー接続に伴ってMNi6,MNi5には、そのn倍の電流が流れる。その結果、MNi6,MNi5は、(VOH−VOL)/(2×Z0)の電流値I0を持つ電流源となる。なお、Rdmを(2×Z0)のn倍に設定することで、VOHから流れる貫通電流の大きさを抑制でき、消費電力の低減が図れる。   In FIG. 11A, Rdm is set to n times (2 × Z0) where the resistance value is the impedance of the external load resistance. Further, the transistor size of MNi6 and MNi5 described above is WN, and the transistor size of MNb1 is set to 1 / n times WN. Then, a current of (VOH−VOL) / (n × 2 × Z0) flows through Rdm, and this current is supplied to MNb1. As a result of current mirror connection, MNi6 and MNi5 have an n-fold current. Flowing. As a result, MNi6 and MNi5 are current sources having a current value I0 of (VOH−VOL) / (2 × Z0). Note that by setting Rdm to n times (2 × Z0), the magnitude of the through current flowing from the VOH can be suppressed, and the power consumption can be reduced.

一方、基準電圧VBpは、図11(b)に示す2個の基準電圧生成回路VBPGEN1,VBPGEN2のいずれかによって生成される。VBPGEN1は、PMOSトランジスタMPb2とNMOSトランジスタMNb2によって構成される。MPb2は、ソースがVDDに接続され、ゲートとドレインが共通に接続される。MNb2は、ソースがGNDに接続され、ドレインがMPb2のドレイン(ゲート)に接続され、ゲートに図11(a)で生成したVBnが印加される。ここで、MPb2は、前述したISG_BK3,ISG_BK4におけるMPi5,MPi6とカレントミラー接続(すなわちゲートが共通接続)され、この共通ゲート電圧がVBpとなる。   On the other hand, the reference voltage VBp is generated by one of the two reference voltage generation circuits VBPGEN1 and VBPGEN2 shown in FIG. VBPGEN1 includes a PMOS transistor MPb2 and an NMOS transistor MNb2. MPb2 has a source connected to VDD and a gate and a drain connected in common. The source of MNb2 is connected to GND, the drain is connected to the drain (gate) of MPb2, and VBn generated in FIG. 11A is applied to the gate. Here, MPb2 is connected to MPi5 and MPi6 in the aforementioned ISG_BK3 and ISG_BK4 in a current mirror connection (that is, the gate is commonly connected), and this common gate voltage becomes VBp.

このような構成例において、MNb2のトランジスタサイズは、例えばMNb1と同様にWN/nに設定される。また、前述したMPi5,MPi6のトランジスタサイズをWPとして、MPb2のトランジスタサイズは、WPの1/n倍に設定される。そうすると、MNb2には、MNb1と同様に(VOH−VOL)/(n×2×Z0)の電流が流れ、この電流がMPb2に供給され、カレントミラー接続に伴ってMPi5,MPi6には、そのn倍の電流が流れる。その結果、MPi5,MPi6は、(VOH−VOL)/(2×Z0)の電流値I0を持つ電流源となる。   In such a configuration example, the transistor size of MNb2 is set to WN / n, for example, similarly to MNb1. Also, the transistor size of MPb2 is set to 1 / n times WP, where MPi5 and MPi6 have the transistor size WP. Then, a current of (VOH−VOL) / (n × 2 × Z0) flows to MNb2 similarly to MNb1, and this current is supplied to MPb2, and MPi5 and MPi6 have their n Double current flows. As a result, MPi5 and MPi6 become current sources having a current value I0 of (VOH−VOL) / (2 × Z0).

また、図11(b)に示す基準電圧生成回路VBPGEN2は、アンプ回路AMPpと、PMOSトランジスタMPb1と、ダミー用の抵抗Rdmを備えている。AMPpは、負極入力ノードに高電位側出力電源電圧VOHが印加され、出力ノードがMPb1のゲートに接続され、正極入力ノードがMPb1のドレインに接続される。MPb1のソースはVDDに接続される。Rdmは、一端がMPb1のドレインに接続され、他端に低電位側出力電源電圧VOLが印加される。ここで、MPb1は、前述したISG_BK3,ISG_BK4におけるMPi5,MPi6とカレントミラー接続(すなわちゲートが共通接続)され、この共通ゲート電圧がVBpとなる。このような構成例を用いると、図11(a)で述べたVBNGENと同様な原理により、MPi5,MPi6は、(VOH−VOL)/(2×Z0)の電流値I0を持つ電流源となる。   Further, the reference voltage generation circuit VBPGEN2 shown in FIG. 11B includes an amplifier circuit AMPp, a PMOS transistor MPb1, and a dummy resistor Rdm. In AMPp, the high potential side output power supply voltage VOH is applied to the negative input node, the output node is connected to the gate of MPb1, and the positive input node is connected to the drain of MPb1. The source of MPb1 is connected to VDD. One end of Rdm is connected to the drain of MPb1, and the other end of the low potential side output power supply voltage VOL is applied. Here, MPb1 is current mirror connected (that is, the gate is commonly connected) to MPi5 and MPi6 in the above-described ISG_BK3 and ISG_BK4, and this common gate voltage becomes VBp. When such a configuration example is used, MPi5 and MPi6 become current sources having a current value I0 of (VOH−VOL) / (2 × Z0) based on the same principle as VBNGEN described in FIG. .

図12(a)は、図10の出力ドライバ回路TX_BK2aにおける電源生成回路の変形例を示す回路図であり、図12(b)は、その比較例を示す回路図である。前述した図10のTX_BK2aにおいては、例えば電源生成回路VGEN_Hとして、図12(b)に示すように、アンプ回路AMPhを含んだ電源レギュレータ回路VREG_Hを用いた。ここで、VGEN_Hから生成されるVOHは、外部負荷抵抗(Rld)とのインピーダンス整合を実現するため、出力インピーダンスが周波数依存性を持たないように設計することが望ましい。そこで、通常、AMPhによる負帰還ループにより低周波領域における出力インピーダンスの安定化が図られ、高周波領域では、PMOSトランジスタMPhのソース・ドレイン間に接続された容量Crによって出力インピーダンスの安定化が図られる。ただし、AMPhのループ帯域は、実際にはMPhのゲートに位相補償用の容量Ccを付加する必要があるため、広くすることができない。その結果、Crの容量値を大きくする必要性等が生じてくる。   FIG. 12A is a circuit diagram showing a modification of the power generation circuit in the output driver circuit TX_BK2a of FIG. 10, and FIG. 12B is a circuit diagram showing a comparative example thereof. In TX_BK2a of FIG. 10 described above, for example, as shown in FIG. 12B, a power supply regulator circuit VREG_H including an amplifier circuit AMPh is used as the power supply generation circuit VGEN_H. Here, it is desirable that the VOH generated from VGEN_H is designed so that the output impedance does not have frequency dependence in order to achieve impedance matching with the external load resistance (Rld). Therefore, normally, the output impedance is stabilized in the low frequency region by the negative feedback loop by AMPh, and in the high frequency region, the output impedance is stabilized by the capacitor Cr connected between the source and drain of the PMOS transistor MPh. . However, the loop band of AMPh cannot actually be widened because it is necessary to add a phase compensation capacitor Cc to the gate of MPh. As a result, it becomes necessary to increase the capacity value of Cr.

そこで、図12(a)に示すように、ソースフォロワ回路によってVOH,VOLを供給する方式を用いることが有益となる。図12(a)において、電源生成回路VGEN_H2は、ソースがVDDに接続され、ゲートにVOH+Vthが印加されたNMOSトランジスタMNhと、MNhのソース・ドレイン間に接続された容量Crによって構成される。そして、MNhのソースからVOHが出力される。また、図12(a)において、電源生成回路VGEN_L2は、ソースがGNDに接続され、ゲートにVOL−Vthが印加されたPMOSトランジスタMPlと、MPlのソース・ドレイン間に接続された容量Crによって構成される。そして、MPlのソースからVOLが出力される。   Therefore, as shown in FIG. 12A, it is beneficial to use a method of supplying VOH and VOL by a source follower circuit. 12A, the power generation circuit VGEN_H2 includes an NMOS transistor MNh whose source is connected to VDD and VOH + Vth applied to the gate, and a capacitor Cr connected between the source and drain of MNh. Then, VOH is output from the source of MNh. In FIG. 12A, the power generation circuit VGEN_L2 includes a PMOS transistor MPl having a source connected to GND and VOL-Vth applied to the gate, and a capacitor Cr connected between the source and drain of MPl. Is done. Then, VOL is output from the source of MPl.

このようなソースフォロワ回路は、周波数の応答性が高いため、Crを小さくすることが可能となる。また、特に、図8等の構成例においては、前述したようにVOH,VOLに流す電流は少なくてよいため、ソースフォロワ回路でも十分な電流を供給することが可能である。ただし、ソースフォロワ回路を用いると、VOHの上限の低下とVOLの下限の上昇に伴い出力振幅が拡大できない懸念があるが、図8等の構成例では、そもそもIS10,IS20が定電流源として機能するために、VOH≦VDD−VthおよびVOL≧Vthの条件が必要となるので特に問題にならない。   Since such a source follower circuit has high frequency response, Cr can be reduced. In particular, in the configuration example of FIG. 8 and the like, since a small amount of current flows through VOH and VOL as described above, a sufficient current can be supplied even in the source follower circuit. However, if a source follower circuit is used, there is a concern that the output amplitude cannot be increased with a decrease in the upper limit of VOH and an increase in the lower limit of VOL. However, in the configuration example of FIG. In order to achieve this, the conditions of VOH ≦ VDD−Vth and VOL ≧ Vth are required, so there is no particular problem.

以上、本実施の形態3の出力ドライバ回路を用いることで、代表的には、通信速度の高速化に加えて、消費電力の低減が図れる。また、通信速度の高速化に加えて、伝送波形品質の向上が図れる。   As described above, by using the output driver circuit of the third embodiment, typically, in addition to increasing the communication speed, power consumption can be reduced. In addition to increasing the communication speed, transmission waveform quality can be improved.

(実施の形態4)
本実施の形態4では、実施の形態3で述べた図10の出力ドライバ回路TX_BK2aの変形例について説明する。図13は、本発明の実施の形態4による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す回路図である。図13に示す出力ドライバ回路TX_BK2bは、図8に示した出力ドライバ回路TX_BK2に対応するものである。図13のTX_BK2bは、前述した図10のTX_BK2aと比較して、図10の電流信号生成回路ブロックISG_BK3,ISG_BK4が図13の電流信号生成回路ブロックISG_BK5,ISG_BK6に置き換わり、更に、レベルシフト回路LSp1,LSp2,LSn1,LSn2が追加された構成となっている。これら以外の構成に関しては図10と同様であるため、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, a modification of the output driver circuit TX_BK2a of FIG. 10 described in the third embodiment will be described. FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the output driver circuit according to the fourth embodiment of the present invention. The output driver circuit TX_BK2b illustrated in FIG. 13 corresponds to the output driver circuit TX_BK2 illustrated in FIG. 13 is replaced with the current signal generation circuit blocks ISG_BK5 and ISG_BK6 of FIG. 13 in comparison with the TX_BK2a of FIG. 10 described above, and further, the level shift circuits LSp1, LSp2, LSn1, and LSn2 are added. Since the configuration other than these is the same as that of FIG. 10, detailed description thereof is omitted.

LSp1は、正極データ入力信号DIN_Pを受けて反転動作を行い、電源電圧VDDを‘H’レベル、基準電圧VBpを‘L’レベルとして出力する。LSp2は、負極データ入力信号DIN_Nを受けて反転動作を行い、VDDを‘H’レベル、VBpを‘L’レベルとして出力する。LSn1は、DIN_Nを受けて反転動作を行い、基準電圧VBnを‘H’レベル、接地電源電圧GNDを‘L’レベルとして出力する。LSn2は、DIN_Pを受けて反転動作を行い、VBnを‘H’レベル、GNDを‘L’レベルとして出力する。このVBp,VBnは、図11で述べたような回路によって生成される。   LSp1 receives the positive data input signal DIN_P and performs an inverting operation to output the power supply voltage VDD as the ‘H’ level and the reference voltage VBp as the ‘L’ level. LSp2 receives the negative data input signal DIN_N, performs an inverting operation, and outputs VDD as the ‘H’ level and VBp as the ‘L’ level. LSn1 receives DIN_N, performs an inverting operation, and outputs the reference voltage VBn as the ‘H’ level and the ground power supply voltage GND as the ‘L’ level. LSn2 receives DIN_P, performs an inverting operation, and outputs VBn as the ‘H’ level and GND as the ‘L’ level. These VBp and VBn are generated by a circuit as described in FIG.

ISG_BK5は、PMOSトランジスタMPis5およびNMOSトランジスタMNis6から構成される。MPis5は、ソースがVDDに、ドレインがTXPにそれぞれ接続され、ゲートがLSp1の出力によって制御される。MNis6は、ソースがGNDに、ドレインがTXPにそれぞれ接続され、ゲートがLSn2の出力によって制御される。MPis5は、図8におけるIS10およびSWp5に該当し、MNis6は、図8におけるIS20およびSWn6に該当する。   The ISG_BK5 includes a PMOS transistor MPis5 and an NMOS transistor MNis6. In MPis5, the source is connected to VDD, the drain is connected to TXP, and the gate is controlled by the output of LSp1. MNis6 has a source connected to GND, a drain connected to TXP, and a gate controlled by the output of LSn2. MPis5 corresponds to IS10 and SWp5 in FIG. 8, and MNis6 corresponds to IS20 and SWn6 in FIG.

ISG_BK6は、PMOSトランジスタMPis6およびNMOSトランジスタMNis5から構成される。MPis6は、ソースがVDDに、ドレインがTXNにそれぞれ接続され、ゲートがLSp2の出力によって制御される。MNis5は、ソースがGNDに、ドレインがTXNにそれぞれ接続され、ゲートがLSn1の出力によって制御される。MPis6は、図8におけるIS10およびSWp6に該当し、MNis5は、図8におけるIS20およびSWn5に該当する。   The ISG_BK6 includes a PMOS transistor MPis6 and an NMOS transistor MNis5. In MPis6, the source is connected to VDD, the drain is connected to TXN, and the gate is controlled by the output of LSp2. MNis5 has a source connected to GND, a drain connected to TXN, and a gate controlled by the output of LSn1. MPis6 corresponds to IS10 and SWp6 in FIG. 8, and MNis5 corresponds to IS20 and SWn5 in FIG.

図13において、DIN_Nが‘L’レベル(DIN_Pが‘H’レベル)の際には、LSp1からVBpが、LSn1からVBnがそれぞれ出力され、LSp2からVDDが、LSn2からGNDがそれぞれ出力される。これによって、MPis5およびMNis5は、電流値I0の定電流源となり、TXPを充電し、TXNを放電する。一方、DIN_Nが‘H’レベル(DIN_Pが‘L’レベル)の際には、LSp2からVBpが、LSn2からVBnがそれぞれ出力され、LSp1からVDDが、LSn1からGNDがそれぞれ出力される。これによって、MPis6およびMNis6は、電流値I0の定電流源となり、TXNを充電し、TXPを放電する。   In FIG. 13, when DIN_N is at the “L” level (DIN_P is at the “H” level), LSp1 to VBp, LSn1 to VBn are output, LSp2 to VDD, and LSn2 to GND, respectively. As a result, MPis5 and MNis5 become constant current sources having a current value I0, charge TXP, and discharge TXN. On the other hand, when DIN_N is at the “H” level (DIN_P is at the “L” level), LSp2 to VBp, LSn2 to VBn are output, LSp1 to VDD, and LSn1 to GND, respectively. As a result, MPis6 and MNis6 become constant current sources having a current value I0, charge TXN, and discharge TXP.

このような構成例を用いると、図3で述べたように、ISG_BK5,ISG_BK6内の充電経路および放電経路をそれぞれ1段のMOSトランジスタで構成できるため高速化が図れる。ただし、この場合、レベルシフト回路LSp1,LSp2,LSn1,LSn2の駆動能力を十分に高くする必要がある。   If such a configuration example is used, as described with reference to FIG. 3, the charge path and the discharge path in ISG_BK5 and ISG_BK6 can be configured by one-stage MOS transistors, respectively, so that the speed can be increased. However, in this case, it is necessary to sufficiently increase the drive capability of the level shift circuits LSp1, LSp2, LSn1, and LSn2.

以上、本実施の形態4の出力ドライバ回路を用いることで、代表的には、実施の形態3の場合と同様に、通信速度の高速化に加えて、消費電力の低減が図れる。また、通信速度の高速化に加えて、伝送波形品質の向上が図れる。   As described above, by using the output driver circuit of the fourth embodiment, typically, as in the case of the third embodiment, in addition to increasing the communication speed, the power consumption can be reduced. In addition to increasing the communication speed, transmission waveform quality can be improved.

(実施の形態5)
本実施の形態5では、実施の形態1で述べた図2の構成例と実施の形態3で述べた図8の構成例を兼ね備えた構成例について説明する。図14は、本発明の実施の形態5による出力ドライバ回路において、その構成の一例を示す概略図である。図14に示す出力ドライバ回路TX_BK3は、図2で述べた、電圧信号生成回路ブロックVSG_BK、パルス信号生成回路PGEN1,PGEN2、および電流信号生成回路ブロックISG_BKp1,ISG_BKn1と、図8で述べた電流信号生成回路ブロックISG_BKp2,ISG_BKn2を備えた構成となっている。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, a configuration example that combines the configuration example of FIG. 2 described in the first embodiment and the configuration example of FIG. 8 described in the third embodiment will be described. FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the output driver circuit according to the fifth embodiment of the present invention. The output driver circuit TX_BK3 shown in FIG. 14 includes the voltage signal generation circuit block VSG_BK, the pulse signal generation circuits PGEN1 and PGEN2, and the current signal generation circuit blocks ISG_BKp1 and ISG_BKn1 described in FIG. 2, and the current signal generation described in FIG. The circuit block is provided with circuit blocks ISG_BKp2 and ISG_BKn2.

このような構成において、正極データ入力信号DIN_Pおよび負極データ入力信号DIN_Nが遷移した際には、図2で述べたようにPGEN1,PGEN2からパルス信号が生成され、このパルス信号の活性状態の期間でIS1,IS2によってTXP,TXNの電流駆動が行われる。また、これと並行して、図8で述べたように、IS10,IS20によってTXP,TXNの電流駆動が行われ、VSG_BKによってTXP,TXNの電圧駆動が行われる。このデータ遷移期間では、主として、IS10,IS20による電流駆動に対してIS1,IS2による電流駆動を加えることでプリエンファシスを行い、この間、VSG_BKは、インピーダンス整合用の回路として機能する。   In such a configuration, when the positive data input signal DIN_P and the negative data input signal DIN_N transition, a pulse signal is generated from PGEN1 and PGEN2 as described in FIG. Current driving of TXP and TXN is performed by IS1 and IS2. In parallel with this, as described in FIG. 8, current driving of TXP and TXN is performed by IS10 and IS20, and voltage driving of TXP and TXN is performed by VSG_BK. In this data transition period, pre-emphasis is performed mainly by adding current drive by IS1 and IS2 to current drive by IS10 and IS20. During this time, VSG_BK functions as a circuit for impedance matching.

その後、PGEN1,PGEN2からのパルス信号が非活性状態となると、TXP,TXNにおけるデータ出力信号は定常期間に移行する。この際には、図8で述べたように、IS10,IS20によってTXP,TXNの電流駆動が行われ、VSG_BKによってTXP,TXNの電圧駆動が行われる。この定常期間では、主として、IS10,IS20による電流駆動によってTXP,TXNにおける出力振幅が設定され、この間、VSG_BKは、インピーダンス整合用の回路として機能する。   Thereafter, when the pulse signals from PGEN1 and PGEN2 are deactivated, the data output signals at TXP and TXN shift to a steady period. At this time, as described in FIG. 8, current driving of TXP and TXN is performed by IS10 and IS20, and voltage driving of TXP and TXN is performed by VSG_BK. In this steady period, the output amplitudes at TXP and TXN are set mainly by current driving by IS10 and IS20, and during this time, VSG_BK functions as an impedance matching circuit.

以上、本実施の形態5の出力ドライバ回路を用いることで、代表的には、実施の形態1で述べた各種効果と、実施の形態3で述べた各種効果が相乗的に得られ、これによって、更なる通信速度の高速化に加えて、消費電力の低減が図れる。また、更なる通信速度の高速化に加えて、更なる伝送波形品質の向上が図れる。なお、図14に示したTX_BK3は、より詳細には、図3、図6、図10、図13等で説明した各種回路を適宜組み合わせることで実現可能である。   As described above, by using the output driver circuit of the fifth embodiment, typically, the various effects described in the first embodiment and the various effects described in the third embodiment are synergistically obtained. In addition to further increasing the communication speed, power consumption can be reduced. In addition to further increasing the communication speed, transmission waveform quality can be further improved. In more detail, TX_BK3 shown in FIG. 14 can be realized by appropriately combining various circuits described in FIG. 3, FIG. 6, FIG. 10, FIG.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

本実施の形態による出力ドライバ回路は、特に、光通信システムにおけるレーザダイオードの駆動ドライバとして適用して有益なものであり、これに限らず、高速通信向けの差動出力ドライバとして広く適用可能である。   The output driver circuit according to the present embodiment is particularly useful when applied as a laser diode drive driver in an optical communication system, and is not limited to this, and can be widely applied as a differential output driver for high-speed communication. .

AD アンド演算回路
AMP アンプ回路
C 容量
CDR 信号再生回路
CLK クロック信号
CSW CMOSスイッチ回路
DAMP 差動増幅回路
DAT パラレルデータ信号
DI,DIN データ入力信号
DO,DOUT データ出力信号
DV ドライバ回路
EMP プリエンファシス回路
EOC 電気・光変換回路
GND 接地電源電圧
IF_I 入力回路
IF_O 出力回路
IN 入力信号
IN_OP 光入力データ信号
IS 定電流源
ISG_BK 電流信号生成回路ブロック
IV インバータ回路
IVSEL 反転セレクタ回路
LS レベルシフト回路
MN NMOSトランジスタ
MP PMOSトランジスタ
OEC 光・電気変換回路
OFE_BLK 光・電気変換ブロック
OR オア演算回路
OUT 出力信号
OUT_OP 光出力データ信号
PGEN パルス信号生成回路
PSC パラレル・シリアル変換回路
PU 上位層論理ブロック
R 抵抗
SD_BLK シリアル・パラレル変換ブロック
SLC スライス回路
SPC シリアル・パラレル変換回路
SW スイッチ回路
Sdsel 遅延量選択信号
TX_BK 出力ドライバ回路
TXN 負極出力ノード
TXP 正極出力ノード
VB 基準電圧
VDD 電源電圧
VDLY 可変遅延回路
VGEN 電源生成回路
VOH,VOL 出力電源電圧
VREG 電源レギュレータ回路
VSG_BK 電圧信号生成回路ブロック
AD AND operation circuit AMP amplifier circuit C capacity CDR signal regeneration circuit CLK clock signal CSW CMOS switch circuit DAMP differential amplifier circuit DAT parallel data signal DI, DIN data input signal DO, DOUT data output signal DV driver circuit EMP pre-emphasis circuit EOC electricity・ Optical conversion circuit GND Ground power supply voltage IF_I Input circuit IF_O Output circuit IN Input signal IN_OP Optical input data signal IS Constant current source ISG_BK Current signal generation circuit block IV Inverter circuit IVSEL Inversion selector circuit LS Level shift circuit MN NMOS transistor MP PMOS transistor OEC Optical / electrical conversion circuit OFE_BLK Optical / electrical conversion block OR OR operation circuit OUT Output signal OUT_OP Optical output data signal GEN Pulse signal generation circuit PSC Parallel / serial conversion circuit PU Upper layer logic block R Resistance SD_BLK Serial / parallel conversion block SLC Slice circuit SPC Serial / parallel conversion circuit SW Switch circuit Sdsel Delay amount selection signal TX_BK Output driver circuit TXN Negative output node TXP Positive output node VB Reference voltage VDD Power supply voltage VDLY Variable delay circuit VGEN Power supply generation circuit VOH, VOL Output power supply voltage VREG Power supply regulator circuit VSG_BK Voltage signal generation circuit block

Claims (15)

正極差動出力ノードと第1電源の間の導通・非導通を制御する第1回路と、
負極差動出力ノードと前記第1電源より低電圧である第2電源との間の導通・非導通を制御する第2回路と、
前記負極差動出力ノードと前記第1電源の間の導通・非導通を制御する第3回路と、
前記正極差動出力ノードと前記第2電源の間の導通・非導通を制御する第4回路と、
差動入力ノードが第1論理レベルから第2論理レベルに遷移した際に第1パルス信号を生成する第1パルス生成回路と、
前記差動入力ノードが前記第2論理レベルから前記第1論理レベルに遷移した際に第2パルス信号を生成する第2パルス生成回路と、
前記正極差動出力ノードに充電電流を流す第1電流回路と、
前記負極差動出力ノードに放電電流を流す第2電流回路と、
前記負極差動出力ノードに充電電流を流す第3電流回路と、
前記正極差動出力ノードに放電電流を流す第4電流回路とを備え、
前記第1及び第2回路は、前記差動入力ノードが前記第2論理レベルの際に導通状態かつ第1インピーダンスに制御され、前記第1論理レベルの際に非導通状態に制御され、
前記第3及び第4回路は、前記差動入力ノードが前記第1論理レベルの際に導通状態かつ前記第1インピーダンスに制御され、前記第2論理レベルの際に非導通状態に制御され、
前記第1及び第2電流回路は、前記第1パルス信号のパルス幅の期間に電流を流し、
前記第3及び第4電流回路は、前記第2パルス信号のパルス幅の期間に電流を流すことを特徴とする出力ドライバ回路。
A first circuit for controlling conduction / non-conduction between the positive differential output node and the first power supply;
A second circuit for controlling conduction / non-conduction between a negative differential output node and a second power supply having a lower voltage than the first power supply;
A third circuit for controlling conduction / non-conduction between the negative differential output node and the first power source;
A fourth circuit for controlling conduction / non-conduction between the positive differential output node and the second power source;
A first pulse generation circuit that generates a first pulse signal when a differential input node transitions from a first logic level to a second logic level;
A second pulse generation circuit for generating a second pulse signal when the differential input node transitions from the second logic level to the first logic level;
A first current circuit for flowing a charging current to the positive differential output node;
A second current circuit for flowing a discharge current to the negative differential output node;
A third current circuit for flowing a charging current to the negative differential output node;
A fourth current circuit for flowing a discharge current to the positive differential output node;
The first and second circuits are controlled to be in a conductive state and a first impedance when the differential input node is at the second logic level, and are controlled to be in a non-conductive state when the differential input node is at the first logic level;
The third and fourth circuits are controlled to be in a conductive state and the first impedance when the differential input node is at the first logic level, and are controlled to be in a non-conductive state when the differential input node is at the second logic level;
The first and second current circuits pass current during a period of a pulse width of the first pulse signal,
The output driver circuit, wherein the third and fourth current circuits pass current during a period of a pulse width of the second pulse signal.
請求項1記載の出力ドライバ回路において、The output driver circuit according to claim 1.
前記第1及び第2パルス信号のパルス幅は、前記正極及び負極差動出力ノードから出力されるデータ信号のデータレートの1サイクルより小さいことを特徴とする出力ドライバ回路。The output driver circuit characterized in that the pulse widths of the first and second pulse signals are smaller than one cycle of the data rate of the data signal output from the positive and negative differential output nodes.
請求項記載の出力ドライバ回路において、
前記第1電流回路は、前記正極差動出力ノードと第3電源の間を電流経路とし、制御入力ノードに前記第1パルス信号が入力された1段構成の第1トランジスタによって実現され、
前記第2電流回路は、前記負極差動出力ノードと前記第3電源より低電圧である第4電源との間を電流経路とし、制御入力ノードに前記第1パルス信号が入力された1段構成の第2トランジスタによって実現され、
前記第3電流回路は、前記負極差動出力ノードと前記第3電源の間を電流経路とし、制御入力ノードに前記第2パルス信号が入力された1段構成の第3トランジスタによって実現され、
前記第4電流回路は、前記正極差動出力ノードと前記第4電源の間を電流経路とし、制御入力ノードに前記第2パルス信号が入力された1段構成の第4トランジスタによって実現されることを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 2 .
The first current circuit is realized by a first transistor having a one-stage configuration in which a current path is formed between the positive differential output node and a third power source, and the first pulse signal is input to a control input node;
The second current circuit has a one-stage configuration in which a current path is provided between the negative differential output node and a fourth power supply having a lower voltage than the third power supply, and the first pulse signal is input to a control input node. Realized by the second transistor of
The third current circuit is realized by a third transistor having a one-stage configuration in which a current path is formed between the negative differential output node and the third power source, and the second pulse signal is input to a control input node.
The fourth current circuit is realized by a fourth transistor having a one-stage configuration in which a current path is formed between the positive differential output node and the fourth power supply, and the second pulse signal is input to a control input node. An output driver circuit characterized by.
請求項記載の出力ドライバ回路において、
前記第1パルス信号のパルス幅および前記第2パルス信号のパルス幅は、それぞれ設定に応じて可変に制御されることを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 2 .
An output driver circuit, wherein a pulse width of the first pulse signal and a pulse width of the second pulse signal are variably controlled according to settings.
請求項記載の出力ドライバ回路において、
前記第1パルス信号は、第3および第4パルス信号からなり、
前記第2パルス信号は、第5および第6パルス信号からなり、
前記第1電流回路は、前記第3パルス信号のパルス幅の期間で前記充電電流を流し、
前記第2電流回路は、前記第4パルス信号のパルス幅の期間で前記放電電流を流し、
前記第3電流回路は、前記第5パルス信号のパルス幅の期間で前記充電電流を流し、
前記第4電流回路は、前記第6パルス信号のパルス幅の期間で前記放電電流を流し、
前記第3パルス信号のパルス幅は、第1可変遅延回路の遅延設定量によって定められ、
前記第4パルス信号のパルス幅は、第2可変遅延回路の遅延設定量によって定められ、
前記第5パルス信号のパルス幅は、第3可変遅延回路の遅延設定量によって定められ、
前記第6パルス信号のパルス幅は、第4可変遅延回路の遅延設定量によって定められることを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 4 .
The first pulse signal includes third and fourth pulse signals,
The second pulse signal consists of fifth and sixth pulse signals,
The first current circuit allows the charging current to flow in a period of a pulse width of the third pulse signal,
The second current circuit allows the discharge current to flow in a period of a pulse width of the fourth pulse signal,
The third current circuit allows the charging current to flow in a period of a pulse width of the fifth pulse signal,
The fourth current circuit allows the discharge current to flow in a period of a pulse width of the sixth pulse signal,
The pulse width of the third pulse signal is determined by the delay setting amount of the first variable delay circuit,
The pulse width of the fourth pulse signal is determined by the delay setting amount of the second variable delay circuit,
The pulse width of the fifth pulse signal is determined by the delay setting amount of the third variable delay circuit,
The pulse width of the sixth pulse signal is determined by the delay setting amount of the fourth variable delay circuit.
請求項記載の出力ドライバ回路において、
前記第1電源は、電圧値を設定可能な第1電源レギュレータ回路によって生成され、
前記第2電源は、電圧値を設定可能な第2電源レギュレータ回路によって生成されることを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 2 .
The first power supply is generated by a first power supply regulator circuit capable of setting a voltage value,
The output driver circuit, wherein the second power supply is generated by a second power supply regulator circuit capable of setting a voltage value.
正極差動出力ノードと第1電圧値を持つ第1電源との間の導通・非導通を制御する第1回路と、
負極差動出力ノードと前記第1電圧値より低い第2電圧値を持つ第2電源との間の導通・非導通を制御する第2回路と、
前記負極差動出力ノードと前記第1電源の間の導通・非導通を制御する第3回路と、
前記正極差動出力ノードと前記第2電源の間の導通・非導通を制御する第4回路と、
前記正極差動出力ノードに第1電流値の充電電流を流す第1電流回路と、
前記負極差動出力ノードに前記第1電流値の放電電流を流す第2電流回路と、
前記負極差動出力ノードに前記第1電流値の充電電流を流す第3電流回路と、
前記正極差動出力ノードに前記第1電流値の放電電流を流す第4電流回路とを備え、
前記第1及び第2回路は、差動入力ノードが第2論理レベルの際に導通状態かつ第1インピーダンスに制御され、第1論理レベルの際に非導通状態に制御され、
前記第3及び第4回路は、前記差動入力ノードが前記第1論理レベルの際に導通状態かつ前記第1インピーダンスに制御され、前記第2論理レベルの際に非導通状態に制御され、
前記第1及び第2電流回路は、前記差動入力ノードが前記第2論理レベルの際に電流を流し、
前記第3及び第4電流回路は、前記差動入力ノードが前記第1論理レベルの際に電流を流し、
前記第1電流値は、(第1電圧値−第2電圧値)/(2×第1インピーダンス)であることを特徴とする出力ドライバ回路。
A first circuit for controlling conduction / non-conduction between a positive differential output node and a first power supply having a first voltage value;
A second circuit for controlling conduction / non-conduction between a negative differential output node and a second power supply having a second voltage value lower than the first voltage value;
A third circuit for controlling conduction / non-conduction between the negative differential output node and the first power source;
A fourth circuit for controlling conduction / non-conduction between the positive differential output node and the second power source;
A first current circuit for flowing a charging current having a first current value to the positive differential output node;
A second current circuit for causing the discharge current of the first current value to flow through the negative differential output node;
A third current circuit for flowing a charging current of the first current value to the negative differential output node;
A fourth current circuit for flowing a discharge current of the first current value to the positive differential output node;
The first and second circuits are controlled to be conductive and have a first impedance when the differential input node is at the second logic level, and are controlled to be non-conductive when the differential input node is at the first logic level;
The third and fourth circuits are controlled to be in a conductive state and the first impedance when the differential input node is at the first logic level, and are controlled to be in a non-conductive state when the differential input node is at the second logic level;
The first and second current circuits pass current when the differential input node is at the second logic level;
The third and fourth current circuits pass current when the differential input node is at the first logic level,
The output driver circuit, wherein the first current value is (first voltage value−second voltage value) / (2 × first impedance).
請求項記載の出力ドライバ回路において、
前記第1電源は、第1ソースフォロワ回路によって生成され、
前記第2電源は、第2ソースフォロワ回路によって生成されることを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 7 .
The first power source is generated by a first source follower circuit;
The output driver circuit, wherein the second power source is generated by a second source follower circuit.
請求項記載の出力ドライバ回路において、
前記第1電流回路は、第3電源と前記正極差動出力ノードの間で電流経路が直列に接続された第1及び第2トランジスタによって実現され、
前記第2電流回路は、前記第3電源よりも低電圧である第4電源と前記負極差動出力ノードの間で電流経路が直列に接続された第3及び第4トランジスタによって実現され、
前記第3電流回路は、前記第3電源と前記負極差動出力ノードの間で電流経路が直列に接続された第5及び第6トランジスタによって実現され、
前記第4電流回路は、前記第4電源と前記正極差動出力ノードの間で電流経路が直列に接続された第7及び第8トランジスタによって実現され、
前記第2及び第4トランジスタは、前記差動入力ノードが前記第2論理レベルの際にオンに、前記第1論理レベルの際にオフに制御され、
前記第6及び第8トランジスタは、前記差動入力ノードが前記第1論理レベルの際にオンに、前記第2論理レベルの際にオフに制御され、
前記第1及び第5トランジスタは、それぞれ、制御入力ノードに第1制御電圧を受けて前記第1電流値を生成し、
前記第3及び第7トランジスタは、それぞれ、制御入力ノードに第2制御電圧を受けて前記第1電流値を生成することを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 7 .
The first current circuit is realized by first and second transistors in which current paths are connected in series between a third power source and the positive differential output node,
The second current circuit is realized by third and fourth transistors in which current paths are connected in series between a fourth power source having a lower voltage than the third power source and the negative differential output node,
The third current circuit is realized by fifth and sixth transistors in which current paths are connected in series between the third power source and the negative differential output node,
The fourth current circuit is realized by seventh and eighth transistors in which current paths are connected in series between the fourth power source and the positive differential output node,
The second and fourth transistors are controlled to be on when the differential input node is at the second logic level and off when the differential input node is at the first logic level;
The sixth and eighth transistors are controlled to be on when the differential input node is at the first logic level and off when the differential input node is at the second logic level,
Each of the first and fifth transistors receives a first control voltage at a control input node to generate the first current value,
Each of the third and seventh transistors receives the second control voltage at a control input node to generate the first current value.
請求項記載の出力ドライバ回路において、
前記第1制御電圧または前記第2制御電圧のいずれか一方は、制御電圧生成回路によって生成され、
前記制御電圧生成回路は、
一端が前記第1電源または前記第2電源の一方に接続されたダミー抵抗と、
前記ダミー抵抗の他端に直列に接続され、前記第1及び第5トランジスタか、あるいは前記第3及び第7トランジスタとカレントミラー接続されたダミートランジスタと、
前記ダミー抵抗の他端を前記第1電源または前記第2電源の他方に固定すると共に前記ダミートランジスタの制御入力ノードを制御するアンプ回路とを備え、
前記ダミー抵抗は、(2×第1インピーダンス×N)の抵抗値を持ち、
前記ダミートランジスタは、前記第1及び第5トランジスタの1/Nのサイズか、あるいは前記第3及び第7トランジスタの1/Nのサイズを持つことを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 9 .
Either the first control voltage or the second control voltage is generated by a control voltage generation circuit,
The control voltage generation circuit includes:
A dummy resistor having one end connected to one of the first power source or the second power source;
A dummy transistor connected in series to the other end of the dummy resistor, the first and fifth transistors, or a dummy transistor connected to the third and seventh transistors in a current mirror;
An amplifier circuit that fixes the other end of the dummy resistor to the other of the first power supply or the second power supply and controls a control input node of the dummy transistor;
The dummy resistor has a resistance value of (2 × first impedance × N),
The output driver circuit, wherein the dummy transistor has a size 1 / N of the first and fifth transistors or 1 / N of the third and seventh transistors.
請求項記載の出力ドライバ回路において、
前記第1電流回路は、前記正極差動出力ノードと第5電源の間を電流経路とする1段構成の第9トランジスタによって実現され、
前記第2電流回路は、前記負極差動出力ノードと前記第5電源より低電圧である第6電源との間を電流経路とする1段構成の第10トランジスタによって実現され、
前記第3電流回路は、前記負極差動出力ノードと前記第5電源の間を電流経路とする1段構成の第11トランジスタによって実現され、
前記第4電流回路は、前記正極差動出力ノードと前記第6電源の間を電流経路とする1段構成の第12トランジスタによって実現され、
前記出力ドライバ回路は、さらに、
前記差動入力ノードが前記第2論理レベルの際に、前記第9トランジスタの制御入力ノードに前記第1電流値に対応する第3制御電圧を出力する第1レベルシフト回路と、
前記差動入力ノードが前記第2論理レベルの際に、前記第10トランジスタの制御入力ノードに前記第1電流値に対応する第4制御電圧を出力する第2レベルシフト回路と、
前記差動入力ノードが前記第1論理レベルの際に、前記第11トランジスタの制御入力ノードに前記第3制御電圧を出力する第3レベルシフト回路と、
前記差動入力ノードが前記第1論理レベルの際に、前記第12トランジスタの制御入力ノードに前記第4制御電圧を出力する第4レベルシフト回路とを有することを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 7 .
The first current circuit is realized by a nine-stage ninth transistor having a current path between the positive differential output node and a fifth power source,
The second current circuit is realized by a tenth transistor having a one-stage configuration having a current path between the negative differential output node and a sixth power supply having a lower voltage than the fifth power supply,
The third current circuit is realized by an eleventh transistor having a one-stage configuration having a current path between the negative differential output node and the fifth power source,
The fourth current circuit is realized by a twelfth transistor having a one-stage configuration having a current path between the positive differential output node and the sixth power source,
The output driver circuit further includes:
A first level shift circuit that outputs a third control voltage corresponding to the first current value to a control input node of the ninth transistor when the differential input node is at the second logic level;
A second level shift circuit that outputs a fourth control voltage corresponding to the first current value to a control input node of the tenth transistor when the differential input node is at the second logic level;
A third level shift circuit that outputs the third control voltage to the control input node of the eleventh transistor when the differential input node is at the first logic level;
An output driver circuit comprising: a fourth level shift circuit that outputs the fourth control voltage to the control input node of the twelfth transistor when the differential input node is at the first logic level.
正極差動出力ノードと第1電圧値を持つ第1電源との間の導通・非導通を制御する第1回路と、
負極差動出力ノードと前記第1電圧値より低い第2電圧値を持つ第2電源との間の導通・非導通を制御する第2回路と、
前記負極差動出力ノードと前記第1電源の間の導通・非導通を制御する第3回路と、
前記正極差動出力ノードと前記第2電源の間の導通・非導通を制御する第4回路と、
差動入力ノードが第1論理レベルから第2論理レベルに遷移した際に第1パルス信号を生成する第1パルス生成回路と、
前記差動入力ノードが前記第2論理レベルから前記第1論理レベルに遷移した際に第2パルス信号を生成する第2パルス生成回路と、
前記正極差動出力ノードに充電電流を流す第1および第5電流回路と、
前記負極差動出力ノードに放電電流を流す第2および第6電流回路と、
前記負極差動出力ノードに充電電流を流す第3および第7電流回路と、
前記正極差動出力ノードに放電電流を流す第4および第8電流回路とを備え、
前記第1及び第2回路は、前記差動入力ノードが前記第2論理レベルの際に導通状態かつ第1インピーダンスに制御され、前記第1論理レベルの際に非導通状態に制御され、
前記第3及び第4回路は、前記差動入力ノードが前記第1論理レベルの際に導通状態かつ前記第1インピーダンスに制御され、前記第2論理レベルの際に非導通状態に制御され、
前記第1及び第2電流回路は、前記第1パルス信号のパルス幅の期間で電流を流し、
前記第3及び第4電流回路は、前記第2パルス信号のパルス幅の期間で電流を流し、
前記第5及び第6電流回路は、前記差動入力ノードが前記第2論理レベルの際に第1電流値を持つ電流を流し、
前記第7及び第8電流回路は、前記差動入力ノードが前記第1論理レベルの際に前記第1電流値を持つ電流を流し、
前記第1電流値は、(第1電圧値−第2電圧値)/(2×第1インピーダンス)であることを特徴とする出力ドライバ回路。
A first circuit for controlling conduction / non-conduction between a positive differential output node and a first power supply having a first voltage value;
A second circuit for controlling conduction / non-conduction between a negative differential output node and a second power supply having a second voltage value lower than the first voltage value;
A third circuit for controlling conduction / non-conduction between the negative differential output node and the first power source;
A fourth circuit for controlling conduction / non-conduction between the positive differential output node and the second power source;
A first pulse generation circuit that generates a first pulse signal when a differential input node transitions from a first logic level to a second logic level;
A second pulse generation circuit for generating a second pulse signal when the differential input node transitions from the second logic level to the first logic level;
First and fifth current circuits for flowing a charging current to the positive differential output node;
Second and sixth current circuits for causing a discharge current to flow through the negative differential output node;
Third and seventh current circuits for flowing a charging current to the negative differential output node;
A fourth and an eighth current circuit for flowing a discharge current to the positive differential output node;
The first and second circuits are controlled to be in a conductive state and a first impedance when the differential input node is at the second logic level, and are controlled to be in a non-conductive state when the differential input node is at the first logic level;
The third and fourth circuits are controlled to be in a conductive state and the first impedance when the differential input node is at the first logic level, and are controlled to be in a non-conductive state when the differential input node is at the second logic level;
The first and second current circuits flow current in a period of a pulse width of the first pulse signal,
The third and fourth current circuits pass current in a period of a pulse width of the second pulse signal,
The fifth and sixth current circuits pass a current having a first current value when the differential input node is at the second logic level,
The seventh and eighth current circuits pass a current having the first current value when the differential input node is at the first logic level,
The output driver circuit, wherein the first current value is (first voltage value−second voltage value) / (2 × first impedance).
請求項12記載の出力ドライバ回路において、
前記第1電流回路は、前記正極差動出力ノードと第3電源の間を電流経路とし、制御入力ノードに前記第1パルス信号が入力された1段構成の第1トランジスタによって実現され、
前記第2電流回路は、前記負極差動出力ノードと前記第3電源より低電圧である第4電源との間を電流経路とし、制御入力ノードに前記第1パルス信号が入力された1段構成の第2トランジスタによって実現され、
前記第3電流回路は、前記負極差動出力ノードと前記第3電源の間を電流経路とし、制御入力ノードに前記第2パルス信号が入力された1段構成の第3トランジスタによって実現され、
前記第4電流回路は、前記正極差動出力ノードと前記第4電源の間を電流経路とし、制御入力ノードに前記第2パルス信号が入力された1段構成の第4トランジスタによって実現されることを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 12 ,
The first current circuit is realized by a first transistor having a one-stage configuration in which a current path is formed between the positive differential output node and a third power source, and the first pulse signal is input to a control input node;
The second current circuit has a one-stage configuration in which a current path is provided between the negative differential output node and a fourth power supply having a lower voltage than the third power supply, and the first pulse signal is input to a control input node. Realized by the second transistor of
The third current circuit is realized by a third transistor having a one-stage configuration in which a current path is formed between the negative differential output node and the third power source, and the second pulse signal is input to a control input node.
The fourth current circuit is realized by a fourth transistor having a one-stage configuration in which a current path is formed between the positive differential output node and the fourth power supply, and the second pulse signal is input to a control input node. An output driver circuit characterized by.
請求項13記載の出力ドライバ回路において、
前記第1パルス信号のパルス幅および前記第2パルス信号のパルス幅は、それぞれ設定に応じて可変に制御されることを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 13 .
An output driver circuit, wherein a pulse width of the first pulse signal and a pulse width of the second pulse signal are variably controlled according to settings.
請求項12記載の出力ドライバ回路において、
前記第1電源は、第1ソースフォロワ回路によって生成され、
前記第2電源は、第2ソースフォロワ回路によって生成されることを特徴とする出力ドライバ回路。
The output driver circuit according to claim 12 ,
The first power source is generated by a first source follower circuit;
The output driver circuit, wherein the second power source is generated by a second source follower circuit.
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